TWI714896B - 雙軸定向之聚酯反射膜及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
根據本發明一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜包括：一芯層，其具有複數個空隙且含有均聚酯、共聚酯、與聚酯不相容之一樹脂及無機顆粒；以及一表層，其形成於該芯層之至少一個表面且含有均聚酯、共聚酯及無機顆粒，其中該雙軸定向之聚酯反射膜係成形為具有複數個光聚焦結構，該等複數個光聚焦結構各自具有一凹形中心部分，且該等複數個光聚焦結構係以一柵格圖案佈置。
Description
發明領域
以下說明係關於一種用於局部調暗液晶顯示器中之反射膜，且更特定言之，係關於一種聚酯反射膜，其中藉由改善可成形性及尺寸穩定性，該聚酯反射膜即使在真空壓力成形及熱壓成形之後亦可持優良的尺寸穩定性及反射特性。
發明背景
近來，液晶顯示器(LCD)被用於包括移動裝置、平板PC、監視器、膝上型電腦、TV及類似物在內之眾多應用中。LCD並非自發發光裝置，因此需要背光單元自光晶體螢幕(light crystal screen)之背面提供光。使用冷陰極螢光燈(CCFL)之線性光源一般被用作背光單元之光源，但近來，點光源被廣泛使用。為了使用背光單元之點光源或線性光源作為顯示器，需要將該等光源轉化成面光源。為此目的，該背光單元除包括光源外，還包括各種光學片，其具有將自側部發出的LED光透射至正面的光導面板；一反射膜，當光在顯示器背面損失時，其將光反射回正面；一擴散膜，其使所發出之光均勻地擴散至正面；一稜鏡膜，其將擴散之光聚焦至正面上，及類似物，由此將點光源轉化成面光源。使用背光單元轉化之後得到的面光源之LCD在顯示面板中包括偏光膜、薄膜電晶體(TFT)、液晶、彩色濾光片及類似物，以便以像素為單位實現R、G及B顏色。LCD藉由對面板施加電壓及藉由佈置液晶阻斷或透射光而提供明亮與黑暗之間之對比率。然而，相較於作為各像素自發地發光之自發發光裝置的OLED，LCD的一個問題在於，各顏色之間之對比率極低。
因此，該行業開發出藉由使用複數個LED，經由使用局部調暗方法打開/關閉每個點光源來改善對比率的方法。在分別驅動複數個LED之情況下，為了減小LED裝置之間之光干擾，提出一種在反射膜中重複地形成凹形部分及孔並在其中安裝LED的方法。然而，當藉由在高溫下加熱使反射膜成形時，存在一些問題，即現有反射膜可能無法成形為所需形狀；反射膜中之空隙在成形期間可能會變形，使得反射特性可能明顯降級；或安裝之LED可能因尺寸變化而分開。因此，需要具有優良的成形特性、在成形後具有尺寸穩定性且維持反射特性之反射膜。
韓國特許公開專利公開案第10-2001-0095197號揭示一種使用聚酯類樹脂作為主要原材料之反射膜，其中該膜之反射特性藉由使用具有最佳熔融黏度之內含空隙形成劑改善可加工性而得到增強。然而，該反射膜僅改善整體熔融黏度，且因此無法解決以上問題，諸如在成形期間之空隙變形。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
(專利文獻0001) 韓國特許公開專利公開案第10-2001-0095197號
技術問題
本發明已解決以上問題，且本發明之一目的係提供一種反射膜，其藉由重組聚合物，設計最佳層狀結構及使用膜製造技術實現鬆弛並優化膜中所含材料之組成及體積混合比來改善反射膜之可成形性，具有優良的尺寸穩定性及光學特徵。
自以下較佳實施例之詳細說明將對本發明之以上及其他目的以及優勢變得顯而易見。
技術解決方法
根據本發明之一個態樣，以上目的係藉由提供一雙軸定向之聚酯反射膜實現，該雙軸定向之聚酯反射膜包括：一芯層，其具有複數個空隙且含有均聚酯、共聚酯、與聚酯不相容之一樹脂及無機顆粒；以及一表層，其形成於該芯層之至少一個表面且含有均聚酯、共聚酯及無機顆粒，其中該雙軸定向之聚酯反射膜係成形為具有複數個光聚焦結構，該等複數個光聚焦結構各自具有一凹形中心部分，且該等複數個光聚焦結構係以一柵格圖案佈置。
可以較佳地在該等複數個光聚焦結構各自之凹形中心部分處安置一孔。
該表層之厚度較佳地可以為大於該芯層之厚度的1.0%至小於該芯層之厚度的10.0%。
該芯層中該等無機顆粒之大小可以較佳地大於0.01 μm至小於2.0 μm。
該表層中該等無機顆粒之大小可以較佳地大於0.1 μm至小於10.0 μm。
該芯層可以較佳地滿足方程式
，其中Va表示該均聚酯之體積百分比，Vb表示該共聚酯之體積百分比，Vc表示該不相容之樹脂之體積百分比，以及Vd表示該等無機顆粒之體積百分比。
該不相容之樹脂之含量可以較佳地在5.0體積%至20.0體積%範圍內，且該共聚酯之含量可以較佳地在5.0體積%至30.0體積%範圍內。
該表層可以較佳地含有在大於60重量%至小於94.9重量%範圍內之均聚酯、在大於5.0重量%至小於30.0重量%範圍內之共聚酯及在大於0.1重量%至小於10.0重量%範圍內之無機顆粒。
該雙軸定向之聚酯反射膜可以較佳地滿足方程式
，其中WAm可以表示用於使該雙軸定向之聚酯反射膜成形為該柵格圖案之一成形模具的內角，以及WAr可以表示一虛擬線與該雙軸定向之聚酯反射膜之一凹形部分之間的內角，該虛擬線連接該雙軸定向之聚酯反射膜之一凸形部分與在該雙軸定向之聚酯反射膜與該成形模具之間之一接觸點。
該雙軸定向之聚酯反射膜在450 nm之波長下可以具有較佳地95%或高於95%之一光譜反射率，且在使用成形模具進行成形之前與之後，該雙軸定向之聚酯反射膜在該450 nm波長下光譜反射率之變化可以較佳地等於或小於5.0%。
該雙軸定向之聚酯反射膜之厚度可以較佳地在150 μm至400 μm範圍內。
該雙軸定向之聚酯反射膜之比重可以較佳地在0.7 g/cm3
至1.2 g/cm3
範圍內。
在60℃之恆定溫度及90%之恆定濕度下保持500小時之後，該雙軸定向之聚酯反射膜之尺寸變化率可以較佳地小於或等於5%。
與均聚酯不相容之樹脂可以較佳地為選自以下之至少一種：一結晶聚烯烴樹脂、一非結晶環狀聚烯烴樹脂、一聚苯乙烯樹脂、一聚丙烯酸酯樹脂、一聚碳酸酯樹脂、一聚丙烯腈樹脂、一聚苯硫醚樹脂及一氟基樹脂，或其等之均聚物或共聚物。
該等無機顆粒可以較佳地為選自由以下組成之群之一或多種：二氧化矽、氧化鋁、硫酸鋇、二氧化鈦及碳酸鈣。
根據本發明之另一態樣，以上目的亦藉由提供一種製造一雙軸定向之聚酯反射膜的方法實現，該方法包括：在真空下乾燥一芯層及一表層之原材料的一第一步驟；藉由使用在該第一步驟中乾燥的該芯層及該表層之原材料製備一未拉伸之薄片，以使該表層形成於該芯層之至少一個表面的一第二步驟；藉由在一縱向方向上拉伸在該第二步驟中製備的該未拉伸之薄片製造一單軸拉伸之膜的一第三步驟；藉由在一橫向方向上再拉伸在該第三步驟中製備的該單軸拉伸之膜製造一雙軸拉伸之膜的一第四步驟；對該第四步驟中製造之該反射膜進行熱處理的一第五步驟；冷卻在該第五步驟中熱處理之該反射膜的一第六步驟；使用一成形模具使該第六步驟中製造之該反射膜成形，以使該反射膜成形為具有複數個光聚焦結構的一第七步驟，該等複數個光聚焦結構各自具有一凹形中心部分且該等複數個光聚焦結構係以一柵格圖案佈置；以及形成(打孔)一孔之一第八步驟，該孔用於將一LED安裝於在該第七步驟中製造的該反射膜之凹形光聚焦結構中。
該第五步驟可以較佳地使用複數個熱處理區，同時自一起始區至一終止區以一逐步方式增加溫度進行，其中該熱處理之該起始區與該終止區之間之一溫度差可以在30℃至100℃範圍內。
有利作用
如上文所描述，在根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜及其製造方法中，該反射膜甚至在成形前後亦可具有改善的可成形性及尺寸穩定性且可維持優良的反射特性，使得該反射膜可以用作用於局部調暗LCD顯示器之反射膜。
然而，本發明之作用不限於前述內容，且熟習此項技術者自以下說明將清楚地理解本文未描述之其他目的。
進行本發明之最佳模式
在下文中，將參照實例及附圖更詳細地描述本發明之組配及作用。然而，應理解，提供此等實例係為了更具體地說明本發明且不應解釋為限制本發明之範圍。
附圖中，為了清楚起見，可放大層、區域及類似物之厚度。在本說明書通篇，相同的元件符號一般表示相同的元件。應理解，當諸如層、膜、區域或基體之元件被稱作另一元件「上」時，其可直接位於另一元件上或亦可存在插入元件。相比之下，當一元件被稱為在另一元件「正上方」時，不存在插入元件。
除非另外定義，否則本文中使用的所有技術及科學術語具有與本發明所屬領域一般技術者通常所理解之含義相同的含義。若出現矛盾，將以本說明書，包括本文中之任何定義為準。儘管可以使用與本文所描述之方法及材料類似或等效的任何方法及材料實踐或測試本發明之實施例，但在本文中描述較佳之方法及材料。
圖1A係根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜的截面圖。
圖1B係根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜的放大之截面圖。
圖2係根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜之平面圖。
圖3係說明根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜之成形程序的圖。
參看圖1A至3，根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜10具有二層結構，其包括：含有空隙1之芯層B；以及形成於該芯層B之至少一個表面的表層A。雙軸定向之聚酯反射膜10具有以下組配及原材料組成。
如圖1A及2中所示，雙軸定向之聚酯反射膜10之芯層B包括：呈「凹」字形的複數個凹形光聚焦結構，其各自具有一凹形中心部分12，且以一柵格圖案佈置；以及在凹形中心部分12處形成的孔13。根據凹形光聚焦結構之柵格佈置，凸形部分11及凹形中心部分12係在反射膜中重複地形成。由於根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜10具有凹形光聚焦結構，故反射光可以聚焦至其中心上，而不會在所有方向上散射，由此使明亮區之反射光對暗區的影響減到最小，並能夠局部調暗每個LED。儘管圖2示出呈正方形之凹形光聚焦結構，但此僅為示例性的，且該柵格形狀不限於正方形，而是可以具有各種形狀，諸如環形、橢圓形及立方形。
根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜10可以製造成包括表層A及芯層B之二層結構A-B，其中表層A僅形成於芯層B之一個表面上。另外，根據本揭示內容之一實施例的雙軸定向之聚酯反射膜10可以製造成包括表層A、芯層B及表層A之三層結構A-B-A，其中表層A係形成於芯層B之兩個表面上。舉例而言，該三層結構A-B-A在膜製造穩定性、缺陷控制及製程穩定性方面亦係較佳的。在該膜被製造成二層結構A-B之情況下，用作支撐層之表層A僅形成於該膜之一側上，使得因缺乏支撐層而出現加工缺陷，諸如膜撕裂，由此降低生產力。另外，含有空隙1之芯層B係在該膜另一側之表面層上形成，使得空隙1極有可能在表面層上產生凹坑形狀之外觀缺陷。此外，在第二程序，諸如珠粒塗覆及類似程序中，空隙1可能因刮擦或壓製反射膜之表面而引起缺陷。另外，即使當將反射膜插入背光單元中時，空隙1亦可能因刮擦或壓製反射膜之表面而在與光導面板之接觸面上產生缺陷。因此，根據本揭示內容之一實施例的雙軸定向之聚酯反射膜10較佳地形成三層結構A-B-A，其包括表層A、芯層B及表層A。圖1B示出形成包括表層A、芯層B及表層A之三層結構A-B-A的雙軸定向之聚酯反射膜10。
表層A之厚度較佳地為大於芯層B之厚度的1.0%至小於芯層B之厚度的10.0%。亦即，表層A與芯層B之間之厚度比率較佳地大於1.0%至小於10.0%，該厚度比率係由(表層A之厚度/芯層B之厚度)*100%得到的值。
在表層A與芯層B之厚度比率等於或小於1.0%之情況下，由於表層A不足以充當支撐層，使得在膜拉伸程序期間可能產生加工缺陷，諸如膜撕裂及類似缺陷，故此非較佳的。另外，在表層A與芯層B之厚度比率等於或大於10.0%之情況下，可能出現的問題在於，不含空隙1之表層A太厚而不能在反射膜高溫成形程序期間得到足夠可成形性。
本發明之芯層B使用均聚酯作為主組分，且含有共聚酯、與聚酯不相容之樹脂及無機顆粒。
雙軸定向之聚酯反射膜10的表層A使用均聚酯作為主組分，且含有共聚酯及無機顆粒。
本發明中所使用之均聚酯係由二羧酸與二醇組分之聚縮合反應得到的聚合物。該二羧酸組分可以較佳地為選自以下之一：對苯二甲酸二甲酯、對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、癸二酸、己二酸、二苯基二甲酸、5-第三丁基間苯二甲酸、2,2,6,6-四甲基-二苯基-4,4-二甲酸、1,1,3-三甲基-3-苯基磷酸-4,5-二甲酸、5-磺基間苯二甲酸鈉、偏苯三甲酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、庚二酸、壬二酸、苯均四酸、1,4-環己烷二甲酸、1,3-環己烷二甲酸及類似物，且更佳為選自對苯二甲酸二甲酯及對苯二甲酸之一。該二醇組分可以較佳地為選自以下之一：乙二醇、丙二醇、伸丁二醇、2,2-二甲基(1,3-丙烷)二醇、1,4-環己烷二甲醇及類似物，且更佳為乙二醇。
本發明中所使用之共聚酯係由該等均聚酯組分中之兩種或超過兩種二羧酸組分或二醇組分之聚縮合反應得到的聚合物。較佳使用對苯二甲酸與間苯二甲酸、2,6-萘二甲酸及類似物的組合作為二羧酸組分，且較佳使用乙二醇與2,2-二甲基(1,3-丙烷)二醇、1,4-環己烷二甲醇及類似物之組合作為二醇組分。
本發明中所使用的與聚酯不相容之樹脂可以較佳地為選自以下之一或多種的均聚物或共聚物：結晶聚烯烴樹脂、非結晶環狀聚烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚丙烯腈樹脂、聚苯硫醚樹脂及氟基樹脂，且更佳為非結晶環狀聚烯烴樹脂。
本發明中所使用之無機顆粒可以較佳地為選自由以下組成之群的一或多種：二氧化矽、氧化鋁、硫酸鋇、二氧化鈦、碳酸鈣及類似物，且更佳為碳酸鈣顆粒。
在該等無機顆粒中，芯層B中所使用之無機顆粒的大小較佳地大於0.01 μm至小於2.0 μm，且更佳地大於0.1 μm至小於1.0 μm。在芯層B中所使用之無機顆粒大小等於或大於2.0 μm的情況下，在顆粒界面處之米氏散射效應(Mie scattering effect)明顯降低，由此使反射特性劣化。當在高溫下對所製造的雙軸定向之聚酯反射膜進行壓製成形或真空壓力成形時，雙軸定向之聚酯反射膜的空隙1由於高溫加熱及壓力而變形，但在芯層B中所使用之無機顆粒的大小等於或小於0.01 μm的情況下，該等無機顆粒無法充當支撐層以使該膜中空隙1之變形減到最少，且因此使反射特性在成形後明顯劣化。
在該等無機顆粒中，表層A中所使用之無機顆粒的大小較佳地大於0.1 μm至小於10.0 μm，且更佳地大於1.0 μm至小於5.0 μm。在表層A中所使用之無機顆粒的大小等於或小於0.1 μm的情況下，膜行進效能在膜製造製程期間明顯降級，由此在膜表面上產生許多刮痕；且在無機顆粒之大小等於或大於10.0 μm的情況下，該等無機顆粒係不適當的，因為較大顆粒可能在膜製造製程之膜拉伸程序期間產生加工缺陷，諸如膜撕裂。
本發明之芯層B使用均聚酯作為主組分，且含有共聚酯、與聚酯不相容之樹脂及無機顆粒，其中芯層B滿足以下方程式1，以便在高溫下成形之後具有優良的反射性及熱特性。
[方程式1]
在方程式1中，Va表示該均聚酯之體積百分比，Vb表示該共聚酯之體積百分比，Vc表示該不相容之樹脂之體積百分比，以及Vd表示該等無機顆粒之體積百分比。在方程式1中，分母表示藉由用芯層B中均聚酯樹脂及共聚酯樹脂之總體積百分比減去不相容之樹脂之體積百分比獲得的體積百分含量。
在方程式1之值大於0.2的情況下，芯層B中含有過量無機顆粒，使得拉伸性明顯降低，由此引起加工缺陷，諸如膜撕裂；且過量之無機顆粒加速雙軸定向之聚酯反射膜的結晶，由此使可成形性明顯降低。另外，在方程式1之值小於0.05的情況下，芯層B中含有少量無機顆粒，使得反射特性在高溫下成形之後明顯劣化。光學特性在成形之後劣化的原因在於，當在高溫下進行壓製成形或真空壓力成形時，雙軸定向之聚酯反射膜的空隙1因高溫加熱及壓力而變形，且該等無機顆粒充當支撐層以使該膜中之空隙變形減到最少。
另外，分母中該不相容之樹脂的體積百分比較佳地在5.0體積%至20.0體積%範圍內。在該不相容之樹脂的含量小於5.0體積%的情況下，膜中空隙1之量減少，使得反射特性明顯劣化；且在該不相容之樹脂的體積百分比大於20體積%的情況下，在該膜中形成許多空隙，此有利於反射特性，但可能引起膜製造特性明顯劣化之問題，由此可能使生產力急劇地降低。
分母中該共聚酯樹脂的體積百分比較佳地在5體積%至30體積%範圍內。在共聚酯之含量等於或小於5.0體積%的情況下，可能無法達成足夠可成形性；且在共聚酯之含量等於或大於30.0體積%的情況下，耐熱性降低，使得在高溫下進行成形程序之後可能無法達成足夠反射特性。
許多實驗已經確定，當雙軸定向之聚酯反射膜之芯層B中所含均聚酯樹脂、共聚酯樹脂、不相容之樹脂及無機顆粒的含量滿足以上方程式1時，本發明之雙軸定向之聚酯反射膜在高溫下進行壓製成形及真空壓力成形前後具有優良的反射特性、可成形性及膜製造穩定性。
本發明之表層A使用均聚酯作為主組分，且含有共聚酯及無機顆粒，其中共聚酯之含量較佳地大於5.0重量%至小於30.0重量%；且無機顆粒之含量較佳地大於0.1重量%且小於10重量%。
在表層A中共聚酯之含量等於或小於5重量%的情況下，可能無法達成該表層之足夠可成形性；且在共聚酯之含量等於或大於30重量%的情況下，該表層之耐熱特性降級，使得當進行壓製成形或真空壓力成形時，可能在膜表面上出現各種表面缺陷，包括該膜黏至模具時裂開、壓製及刮擦之部分。另外，在表層A中無機顆粒之含量等於或小於0.1重量%的情況下，可能無法在膜製造製程中提供足夠膜行進效能，由此在膜表面產生許多刮痕。另外，在無機顆粒之含量等於或大於10重量%的情況下，可能在膜製造製程之膜拉伸程序期間引起加工缺陷，諸如膜撕裂。
以下將描述根據本發明之一個實施例的製造雙軸定向之聚酯反射膜的方法。
第一步驟係在每個乾燥器中，在100℃至200℃溫度下乾燥上文所描述的表層A及芯層B之原材料的程序，其中該乾燥程序在高真空下進行3至10小時以移除樹脂中之水分。在該乾燥程序中移除水分之原因係為了解決以下問題：在聚酯樹脂被熔融擠出程序期間樹脂中殘留之水分水解的情況下，聚酯之熔融黏度明顯降低，由此在T型模擠出程序期間在薄片形成中產生缺陷，或在待排出之聚合物中產生泡沫狀物，使得可能無法製造出膜。
第二步驟係藉由熔融擠出在第一步驟中乾燥之原材料獲得未拉伸之薄片的程序。在該第二步驟中，藉由使用共擠出設備，分別包括擠出機A'及擠出機B'，在250℃至300℃之溫度下熔融擠出乾燥的表層A及芯層B之材料後，將所得到的材料引入T型模多噴嘴(T-die multiple nozzle)中。在T型模多噴嘴中，形成三層結構A-B-A，其中表層A安置在芯層B之兩個表面上，由此使用T型模及澆鑄桶使熔融樹脂冷卻並固化，製備出未拉伸之薄片。
第三步驟係藉由在縱向方向上拉伸所製備的未拉伸之薄片製造單軸拉伸之膜的程序，其中較佳地，該未拉伸之薄片藉由加熱構件，諸如輥筒加熱器及紅外加熱器，在高於聚酯樹脂之玻璃化轉變溫度的溫度下加熱，且接著使用兩個或更多個輥筒之間行進速度之差異將其拉伸3至5倍。
第四步驟係藉由在橫向方向上再拉伸該單軸拉伸之膜製造雙軸拉伸之膜的程序，其中使用烘箱設備，在具有複數個預加熱區及拉伸區之烘箱中，在聚酯樹脂之玻璃化轉變溫度+50℃之溫度範圍內預加熱該第三步驟中在縱向方向上拉伸之膜之後，在相同溫度範圍內在橫向方向上拉伸所得到的膜3至5倍，該烘箱設備使用移動夾(travel clip)，即所謂的拉幅機在寬度方向上拉伸該膜。
第五步驟係對在該拉幅機中拉伸之膜進行熱處理以實現尺寸穩定性及鬆弛的程序，其中該拉伸之膜係在該拉幅機中形成之複數個熱處理區中，在聚酯熔點加30℃之溫度下進行熱處理。
在此情況下，為達成高尺寸穩定性及成形特性，需要雙軸拉伸之膜的鬆弛及該膜在橫向方向上之均勻定向，此可以藉由以下程序達成。
當在拉幅機中對在縱向方向上及橫向方向上雙軸拉伸之膜執行熱處理程序時，使在縱向方向上定向之鏈鬆弛，其中在寬度方向上定向之中心部分可以在縱向方向上充分鬆弛，但鄰近於該夾之一部分可能因該夾而無法在縱向方向上充分鬆弛，使得由於該部分在拉幅機中過度定向(over-oriented)呈弓形而出現彎曲現象。為了解決該問題，較佳地，第四步驟中在橫向方向上拉伸之膜的邊緣部分與第五步驟中熱處理之起始部分之間的溫度差在30℃內。
另外，為使該膜鬆弛，較佳地提供複數個熱處理區以自起始區至終止區以逐步方式增加溫度。此外，較佳地，該熱處理的起始區與終止區之間之溫度差在30℃至100℃範圍內；且該熱處理之終止區的溫度等於或高於聚酯之熔點溫度。此外，在熱處理區中在橫向方向上再拉伸0.05至0.5倍之情況下，可以減少彎曲現象，使得該膜可以在寬度方向上均勻地定向。
第六步驟係在拉幅機中使用複數個熱處理區緩慢冷卻雙軸定向之膜的程序，其中該冷卻之膜被捲繞以製造雙軸定向之聚酯反射膜。
第七步驟係使用具有複數個光聚焦結構之成形模具200使第六步驟中製造之反射膜成形的程序，該等複數個光聚焦結構各自具有一凹形中心部分12，且其係以柵格圖案佈置，以使得該反射膜可以成形為具有複數個凹形光聚焦結構之柵格圖案。藉由使用光聚焦結構，由該反射膜反射之光可以聚焦至其中心上，而不會在所有方向上散射，由此能夠局部調暗每個LED。在此情況下，所製造的雙軸定向之聚酯反射膜滿足該膜之內角條件及圖3中所示成形模具之內角條件。該等內角條件將參照稍後描述之以下方程式2詳細描述。
第八步驟係在第七步驟中所製造之反射膜的凹形光聚焦結構中形成(打孔)孔13以安裝LED的程序。根據LED之形狀，孔13可以具有各種形狀，諸如環形、橢圓形、正方形及類似形狀，且環形較佳。
藉由以上方法製造的雙軸定向之聚酯反射膜具有以下特性。
第一，所製造的雙軸定向之聚酯反射膜在450 nm波長下之光譜反射率較佳地大於或等於95%。在光譜反射率小於95%之情況下，可能無法實現足夠反射效能，使得所製造的液晶顯示器之亮度(明度)可能減小。另外，比較所製造之反射膜在第七步驟中成形前後之光譜反射率值，在反射膜成形之前與之後，在450 nm波長下光譜反射率之變化較佳地小於或等於5.0%。在光譜反射率之變化大於5.0%的情況下，可能無法實現足夠反射效能，使得所製造之液晶顯示器的亮度(明度)可能減小。
第二，藉由以下方程式2評價所製造的雙軸定向之聚酯反射膜之可成形性，且所製造的雙軸定向之聚酯反射膜滿足該方程式。
在方程式2中，WAr表示反射膜10之凹形中心部分12與虛擬線之間的內角，該虛擬線連接具有成形後反射膜10之最大高度的凸形部分11與在反射膜10與成形模具200之間之接觸點；以及WAm表示成形模具200之內角。較佳地，所製造的雙軸聚酯反射膜滿足方程式2，即成形模具200之內角與反射膜10之內角之間的比例等於或小於5.0%。在方程式2之值大於5.0%的情況下，對於減小該等複數個凹形光聚焦結構之大小存在限制，由此限定所提供的改善局部調暗效率之複數個LED安裝於其中。
第三，所製造的雙軸定向之聚酯反射膜之厚度較佳地在150μm至400μm範圍內。在反射膜之厚度小於150μm的情況下，膜太薄而使得成形可加工性明顯降低，或與厚度相關之反射特性明顯降級。在反射膜之厚度大於400μm的情況下，在膜製造製程期間常常可能出現聚酯反射膜之破裂，使得該製造製程可能無法穩定進行，且較大的厚度產生較高的製造成本。另外，在此情況下，所製造的液晶顯示器之總厚度增加，使得很難設計出具有細長設計之顯示器。
第四，所製造的雙軸定向之聚酯反射膜之比重較佳地在0.7 g/cm3
至1.2 g/cm3
範圍內。在反射膜之比重小於0.7 g/cm3
的情況下，在膜製造製程期間常常可能出現聚酯反射膜之破裂，使得該製造製程可能無法穩定進行，且尺寸穩定性在成形程序期間因熱處理而明顯降低。在反射膜之比重大於1.2 g/cm3
的情況下，製造成本增加，且可能無法在聚酯反射膜之芯層中形成足夠空隙1，使得反射特性可能明顯降級。
最後，在60℃之恆定溫度及90%之恆定濕度下保持500小時之後，所製造的雙軸定向之聚酯反射膜之尺寸變化率較佳地小於或等於5%。在尺寸變化率大於5%之情況下，孔13的位置可能改變，或安裝於該等複數個凹形光聚焦結構中的LED可能分開。
在下文中，將參照實例及比較實例更詳細地描述本發明之組配及作用。然而，應理解，提供此等實例係為了更具體地說明本發明且不應解釋為限制本發明之範圍。
[實例]
[實例1]
在反射膜中，在芯層B之兩個表面上形成表層A，其中該等層係按表層A、芯層B及表層A之次序層壓。表層A由88重量%作為均聚酯之聚對苯二甲酸乙二酯(由Toray Advanced Materials Korea Inc.製造的A9093)、10重量%共聚酯(由Eastman Chemical Company製造之GN071)及2重量%作為無機顆粒的具有2.0 μm平均粒徑之二氧化矽顆粒組成；且芯層B由77體積%作為均聚酯之聚對苯二甲酸乙二酯(由Toray Advanced Materials Korea Inc.製造之A9093)、11體積%共聚酯(由Eastman Chemical Company製造之GN071)、7體積%作為不相容之樹脂的乙烯-降冰片烯共聚物樹脂及5體積%作為無機顆粒的具有0.6 μm平均粒徑之碳酸鈣顆粒組成，該乙烯-降冰片烯共聚物樹脂係非結晶環烯烴共聚物。接著，表層及芯層B分別在擠出機A'及擠出機B'中在280℃下共擠出以形成A-B-A層，並使用T型模及澆鑄桶冷卻及固化以製備未拉伸之薄片。接下來，利用以上膜製造方法，在縱向方向上雙軸拉伸該未拉伸之薄片3.2倍且在橫向方向上拉伸3.6倍，以製造反射膜。接著，藉由使用如圖1中所示的寬度為200 mm且長度為300 mm之成形模具成形，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。在此情況下，藉由使用由Asano Laboratories Co.,Ltd.製造的緊湊型真空壓力成形機(FKS-0632-20)，在180℃加熱溫度下預加工8秒以製造雙軸定向之聚酯反射膜，隨後真空壓力成形以製造成形為與成形模具相同之形狀的雙軸定向之聚酯反射膜。
[實例2]
以與實例1相同之方式，但芯層B中無機顆粒之含量自5體積%變為11體積%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
[實例3]
以與實例1相同之方式，但芯層B中不相容之樹脂的含量自7體積%變為14體積%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
[實例4]
以與實例1相同之方式，但芯層B中共聚酯樹脂之含量自11體積%變為22體積%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
[比較實例1]
以與實例3相同之方式，但芯層B中無機顆粒之含量自5體積%變為2體積%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
[比較實例2]
以與實例3相同之方式，但芯層B中無機顆粒之含量自5體積%變為25體積%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
[比較實例3]
以與實例1相同之方式，但芯層B中不相容之樹脂的含量自7體積%變為3體積%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
[比較實例4]
以與實例1相同之方式，但芯層B中不相容之樹脂的含量自7體積%變為27體積%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
[比較實例5]
以與實例1相同之方式，但芯層B中共聚酯樹脂之含量自11體積%變為3體積%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
[比較實例6]
以與實例1相同之方式，但芯層B中共聚酯樹脂之含量自11體積%變為37體積%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
[比較實例7]
以與實例1相同之方式，但表層A中共聚酯樹脂之含量自10重量%變為3重量%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
以與實例1相同之方式，但表層A中共聚酯樹脂之含量自10重量%變為35重量%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
以與實例1相同之方式，但表層A與芯層B之間之厚度比率變為0.8%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
以與實例1相同之方式，但表層A與芯層B之間之厚度比率變為12.5%，製造出雙軸定向之聚酯反射膜。
以上實例1至4以及比較實例1至10中表層A及芯層B的組成顯示於下表1及2中。
[表2]
芯層B之組成 
基於以下實驗實例量測及評價上表1及2中所示以上實例1至4及比較實例1至10中膜之物理特性。
[實驗實例]
(1) 厚度之量測
根據日本標準協會(Japanese Standards Association)之JIS C2151-2006評價所製造的雙軸定向之聚酯反射膜的厚度，JIS C2151-2006係關於電工用塑料膜之測試方法。藉由使用薄片切片機(microtome)，在厚度方向上切割本發明之雙軸定向之聚酯反射膜，獲得片段樣品。接著，使用由Hitachi Seisakusho, Ltd.製造的穿透電子顯微鏡S-800，由放大250倍的切割膜之截面圖像量測表層A之厚度及芯層B之厚度。
(2) 光譜反射率之量測
藉由將累計球附接至由Hitachi High Technologies製造的分光光度計(U3310)，並以標準白板(硫酸鋇)總計為100%計，在450 nm波長下量測所製造的雙軸定向之聚酯反射膜之反射率。在此情況下，量測在第七步驟中使用成形模具進行成形前後的反射率。
(3) 內角之量測
藉由使用Keyence 3D光學測繪器VR-3200量測所製造的雙軸定向之聚酯反射膜之形狀及尺寸。
(4) 比重之量測
在將所製造的雙軸定向之聚酯反射膜切割成10 cm×10 cm大小之後，使用電子秤(由Mettler Toledo製造之AC100)準確地量測該膜之重量，精確至0.1 mg。接著，藉由使用恆壓厚度計量測所量測樣品之十點厚度，獲得平均值，並使用以下方程式3計算比重。
[方程式3]
[膜重量(g)/膜厚度(μm)×100
(5) 成形後尺寸變化之量測
使所製造的雙軸定向之聚酯反射膜在60℃恆定溫度及90%恆定濕度下保持500小時前後，使用Keyence 3D光學測繪器VR-3200由具有最大高度的圖3之反射膜之凸形部分11量測所形成之反射板的最大高度之間的長度L，且接著基於該量測值，獲得所製造的雙軸定向之聚酯反射膜之尺寸變化。
(6) 膜製造穩定性測試
基於下表3中所顯示的標準，測定膜製造穩定性。
[表3] 
基於以上實驗實例，對雙軸定向之聚酯反射膜進行的6次實驗之結果顯示於表4中。
[表4]
實驗結果 
如上表4中所示，可以確定，實例1至4中製造的雙軸定向之聚酯反射膜具有在成形前後優良的可成形性、反射特性、尺寸穩定性及膜製造穩定性。
對於比較實例1，方程式1之值係0.02，由此該值不滿足0.05或高於0.05之範圍條件，該值表示關於芯層B中組成材料之體積百分比的條件。由此顯示，含有少量無機顆粒，使得在高溫下成形之後，反射特性急劇地降低。另外，基於比較實例1顯示，在成形後光譜反射率係90.1%，且成形前後光譜反射率值之差異係9.6%，可以看出在使用成形模具使膜成形為具有凹形光聚焦結構之柵格圖案的程序期間，反射率明顯降低，使得可能無法達成足夠反射效能，且所製造之顯示器的亮度可能減小。另外，在膜製造穩定性測試中，比較實例1顯示，膜在6至24小時之時間段內發生破裂。
對於比較實例2，方程式1之值係0.25，高於0.2之範圍條件。由此顯示，在芯層B中含有過量無機顆粒，使得在膜製造製程期間，拉伸性明顯降低，由此產生加工缺陷，諸如膜撕裂及類似缺陷。過量無機顆粒加速雙軸定向之聚酯反射膜的結晶，使得可成形性急劇地降級。因此，在膜製造穩定性測試中，比較實例2顯示，膜在6小時內發生破裂。
對於比較實例3，芯層B中不相容之樹脂的含量係3體積%，由此無法滿足5體積%或高於5體積%之條件。另外，在比較實例3中，成形後光譜反射率係89.2%，且成形前後光譜反射率值之差異係6.1%，不滿足關於光譜反射率差異為5%或小於5%之條件，使得在使用成形模具使膜成形為具有凹形光聚焦結構之柵格圖案之程序期間，反射率明顯降低。另外，在比較實例3中，比重值係1.25，不滿足1.2或小於1.2之條件，使得製造成本增加，且可能無法在聚酯反射膜之芯層中形成足夠數量的空隙1，由此顯著降低反射特性。此外，在膜製造穩定性測試中，比較實例3顯示，膜在6至24小時之時間段內發生破裂。
對於比較實例4，芯層B中不相容之樹脂的含量係27體積%，不滿足20體積%或小於20體積%之條件。由此顯示，在反射膜中形成過量數量的空隙1，由此降低膜製造特性。因此，在比較實例4中，比重值係0.65，不滿足0.7或高於0.7之條件，且在膜製造穩定性測試中，膜在6小時內發生破裂。
對於比較實例5，芯層B中共聚酯樹脂之含量係3體積%，不滿足5體積%或高於5體積%之條件。另外，在比較實例5中，方程式2之值係15%且因此不滿足5%或小於5%之條件，該值表示成形模具之內角與成形後反射膜之內角之間的比例。因此，對減小所形成之反射膜中複數個凹形光聚焦結構之大小存在限制，由此限定所提供的改善局部調暗之效率的複數個LED安裝於其中。此外，在膜製造穩定性測試中，比較實例5顯示，膜在6小時內發生破裂。
對於比較實例6，芯層B中共聚酯樹脂之含量係37體積%，不滿足30體積%或小於30體積%之條件。另外，在比較實例6中，成形後光譜反射率係81.6%，且成形前後反射率值之差異係13.6%，使得在使用成形模具使膜成形為具有凹形光聚焦結構之柵格圖案之程序期間，反射率明顯降低。此外，在比較實例6中，成形後的尺寸變化係16%，不滿足5%或小於5%之條件。因此，由於尺寸變化顯著，孔13之位置可能改變或安裝之LED可能分開，且在膜製造穩定性測試中，比較實例6顯示，膜在6至24小時之時間段內發生破裂。
對於比較實例7，表層A中共聚酯樹脂之含量係3重量%，不滿足高於5重量%之條件。另外，在比較實例7中，方程式2之值係9%且因此不滿足5%或小於5%之條件，該值表示成形模具之內角與成形後反射膜之內角之間的比例。因此，在膜製造穩定性測試中，比較實例7顯示，膜在6小時內發生破裂。
對於比較實例8，表層A中共聚酯樹脂之含量係35重量%，因此不滿足小於30重量%之條件。另外，在比較實例8中，成形後之尺寸變化係9%，不滿足5%或小於5%之條件。因此，由於尺寸明顯變化，孔13之位置可能改變或安裝之LED可能分開。此外，在膜製造穩定性測試中，比較實例8顯示，膜在6至24小時之時間段內發生破裂。
對於比較實例9，表層A與芯層B之間之厚度比率係0.8，不滿足高於1.0%之條件。因此，在膜製造穩定性測試中，比較實例9顯示，膜在6小時內發生破裂。
對於比較實例10，表層A與芯層B之間之厚度比率係12.5%，不滿足大於1.0%且小於10.0%之要求。另外，在比較實例10中，方程式2之值係25%且因此不滿足5%或小於5%之條件，該值表示成形模具之內角與成形後反射膜之內角之間的比例。因此，對減小所形成之反射膜中複數個凹形光聚焦結構之大小存在限制，由此限定所提供的改善局部調暗之效率的複數個LED安裝於其中。此外，在比較實例10中，成形後之反射率係94.5%，且因此不滿足95%或高於95%之條件。
如上文所描述，在根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜及其製造方法中，藉由使用多層結構反射膜、重組原材料、調整不相容之樹脂及無機顆粒之體積比例、提供關於鬆弛之製造方法及類似方法，使得反射膜即使在成形後亦可維持優良的尺寸穩定性及反射特性。因此，反射膜亦可用作用於局部調暗之反射膜。
儘管僅顯示及描述本發明之發明人所進行的各種實施例之若干個，但本發明之技術意義不受此等實施例限定或限制，且應理解，熟習此項技術者可以對本發明進行修改且以各種方式實施。
1:空隙
10:雙軸定向之聚酯反射膜
11:凸形部分
12:凹形中心部分
13:孔
200‧‧‧成形模具
A‧‧‧表層
B‧‧‧芯層
L‧‧‧長度
WAm‧‧‧內角
WAr‧‧‧內角
圖1A係根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜的截面圖。
圖1B係根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜的放大之截面圖。
圖2係根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜之平面圖。
圖3係說明根據本發明之一個實施例的雙軸定向之聚酯反射膜之成形程序的圖。
10:雙軸定向之聚酯反射膜
11:凸形部分
12:凹形中心部分
Claims (17)
- 一種雙軸定向之聚酯反射膜，其包含：一芯層，其具有複數個空隙且含有均聚酯、共聚酯、與聚酯不相容之一樹脂及無機顆粒；以及一表層，其形成於該芯層之至少一個表面且含有均聚酯、共聚酯及無機顆粒，其中該雙軸定向之聚酯反射膜係成形為具有複數個光聚焦結構，該等複數個光聚焦結構各自具有一凹形中心部分，且該等複數個光聚焦結構係以一柵格圖案佈置，其中該芯層滿足方程式，其中Va表示該均聚酯之體積百分比，Vb表示該共聚酯之體積百分比，Vc表示該不相容之樹脂之體積百分比，以及Vd表示該等無機顆粒之體積百分比。
- 如請求項1之反射膜，其中一孔被安置於該等複數個光聚焦結構各自之凹形中心部分處。
- 如請求項1之反射膜，其中該表層與該芯層之間之厚度比率係大於1.0%至小於10.0%。
- 如請求項1之反射膜，其中該芯層中該等無機顆粒之大小係大於0.01μm至小於2.0μm。
- 如請求項1之反射膜，其中該表層中該等無機顆粒之大小係大於0.1μm至小於10.0μm。
- 如請求項1之反射膜，其中該不相容之樹脂之含量係在5.0體積%至20.0體積%範圍內，且該共聚酯之含量係 在5.0體積%至30.0體積%範圍內。
- 如請求項1之反射膜，其中該表層含有在大於5.0重量%至小於30.0重量%範圍內的該共聚酯，以及在大於0.1重量%至小於10.0重量%範圍內的該等無機顆粒。
- 如請求項1之反射膜，其中該雙軸定向之聚酯反射膜滿足方程式，其中WAm表示用於使該雙軸定向之聚酯反射膜成形為該柵格圖案之一成形模具的一內角，以及WAr表示一虛擬線與該雙軸定向之聚酯反射膜之一凹形部分之間的一內角，該虛擬線連接該雙軸定向之聚酯反射膜之一凸形部分與在該雙軸定向之聚酯反射膜與該成形模具之間之一接觸點。
- 如請求項1之反射膜，其中該雙軸定向之聚酯反射膜在450nm之波長下具有95%或高於95%之光譜反射率。
- 如請求項9之反射膜，其中在使用成形模具進行成形之前與之後，該雙軸定向之聚酯反射膜在該450nm波長下光譜反射率之變化等於或小於5.0%。
- 如請求項1之反射膜，其中該雙軸定向之聚酯反射膜之厚度係在150μm至400μm範圍內。
- 如請求項1之反射膜，其中該雙軸定向之聚酯反射膜之比重係在0.7g/cm3至1.2g/cm3範圍內。
- 如請求項1之反射膜，其中在60℃之恆定溫度及90%之恆定濕度下保持500小時之後，該雙軸定向之聚酯反射膜之尺寸變化率小於或等於5%。
- 如請求項1之反射膜，其中與該均聚酯不相容之該樹脂係選自以下之至少一種：一結晶聚烯烴樹脂、一非結晶環狀聚烯烴樹脂、一聚苯乙烯樹脂、一聚丙烯酸酯樹脂、一聚碳酸酯樹脂、一聚丙烯腈樹脂、一聚苯硫醚樹脂及一氟基樹脂。
- 如請求項1之反射膜，其中該等無機顆粒係選自由以下組成之群的一或多種：二氧化矽、氧化鋁、硫酸鋇、二氧化鈦及碳酸鈣。
- 一種製造一雙軸定向之聚酯反射膜的方法，該方法包含：在真空下乾燥一芯層及一表層之原材料的一第一步驟，其中，該芯層含有均聚酯、共聚酯、與聚酯不相容之一樹脂及無機顆粒，且該表層含有均聚酯、共聚酯及無機顆粒；藉由使用在該第一步驟中乾燥的該芯層及該表層之原材料製備一未拉伸之薄片，以使該表層形成於該芯層之至少一個表面的一第二步驟；藉由在一縱向方向上拉伸在該第二步驟中製備的該未拉伸之薄片製造一單軸拉伸之膜的一第三步驟；藉由在一橫向方向上再拉伸在該第三步驟中製備的該單軸拉伸之膜製造一雙軸拉伸之膜的一第四步驟；對該第四步驟中製造之該雙軸拉伸之膜進行熱處理的一第五步驟；冷卻在該第五步驟中熱處理之膜的一第六步驟；使用一成形模具使該第六步驟中製造之膜成形，以使該膜成形為具有複數個光聚焦結構的一第七步驟，該等複數個光聚焦結 構各自具有一凹形中心部分且該等複數個光聚焦結構係以一柵格圖案佈置；以及形成一孔之一第八步驟，該孔用於將一LED安裝於在該第七步驟中製造之該膜的凹形光聚焦結構中，其中該芯層滿足方程式，其中Va表示該均聚酯之體積百分比，Vb表示該共聚酯之體積百分比，Vc表示該不相容之樹脂之體積百分比，以及Vd表示該等無機顆粒之體積百分比。
- 如請求項16之方法，其中該第五步驟係使用複數個熱處理區，同時自一起始區至一終止區以逐步方式增加溫度進行，其中該熱處理區之該起始區與該終止區之間的溫度差在30℃至100℃範圍內。
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