專利名稱：散射層的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對一種散射層所作的改進，試圖將這種散射層沉積在基片上，使光源變得均勻。
盡管本發(fā)明并不限于這樣一些應用，但本發(fā)明還是更具體地就有關用于使背面光(rétro-édairage)系統發(fā)出的光變得均勻的層進行描述。
這樣一種系統特別地可以是一種尤其用作液晶顯示屏背面光光源的光源或“背面光”。需要使例如在天花板、地板或墻面中使用的建筑物平面型燈(lampes planes)發(fā)出的光均勻時，也可采用本發(fā)明。本發(fā)明還可以用于市政應用的平面型燈中，這些應用例如是廣告面板的照明燈，或能構成演示櫥窗擱板或背景的燈。
用于這些背面光系統的光源主要是放電管或燈泡，它們通常稱之CCFL(冷陰極熒光燈)、HCFL(熱陰極熒光燈)或DBDFL(介電阻擋層放電熒光燈)。所有這些系統有一個共同點，即它們都由通常頻率范圍10-100kHz的可變電壓電源供電。
現在，在這些頻率范圍內，在接通與斷開瞬間相位和穩(wěn)態(tài)相位，會出現電磁干擾和/或表面電荷聚集現象，這會對液/晶電池產生干擾。
為了限制甚至消除這些現象，人們知道對背面光系統產生的電磁波進行絕緣，除去表面電荷達到屏幕組件地電位。
應聯想到，這類顯示屏在背面光系統(它構成了電磁干擾發(fā)生器)與LCD(液晶顯示屏)屏之間加一個散射層，正如其名所表明的，這種散射層可保證來自背面光系統光源的光均勻擴散。
為了使這樣一種顯示屏達到電磁絕緣，可在這種散射體(通常用塑料材料制成，例如用PMMA或聚碳酸酯制成)上使用一層熱塑性材料薄板(PET)，這種材料本身覆蓋一層導體材料，例如ITO(氧化銦錫)類的導電材料。
人們還知道其他一些電磁絕緣技術，但這些技術不適于這類應用。特別地，使用導線網，或金屬格柵或金屬薄膜都是不可能的。事實上，往這類絕緣器件加入散射體不能保證透光率TL達到至少50％，吸光率AL低于15％，而這兩個條件是生產加入上述背面光系統顯示屏的生產者所要求的。
此外，我們指出構成這種散射體的材料性質有許多缺陷。我們已發(fā)現，這種散射體通常用塑料制成?，F在，這樣一些材料是熱敏性的，對角線大于10″(在這種情況下對角線是顯示屏的特征性尺寸)的大尺寸顯示屏，光源處在外殼內，至多接近散射部件(“直射光”類結構)，而小尺寸顯示屏(對角線小于10″)通常就不是這種情況，光源放在外殼的一側(邊緣光結構)，光由波導管傳輸到散射層，這種放熱特別明顯。
對于這些大尺寸的顯示屏，這種放熱通常會導致散射部件結構變形，這種變形會反映出投影到顯示屏上的圖像的亮度不均勻。
除了散射部件機械穩(wěn)定性的這些問題外，還存在著因其電磁絕緣器件有熱塑性薄板而使散射部件厚度過大的問題，這種絕緣器件一方面會產生多次反射，另一方面會產生組裝時的附加成本。
然而，傾向于從顯示屏厚度與組件數量著手減少其體積的實際期望與這種解決方案背道而馳。而且，這種厚度增加導致投影圖像亮度的降低。
因此，本發(fā)明人為自身提出尋找一種大尺寸顯示屏(對角線尺寸為10″以上)電磁絕緣辦法的任務，而這種辦法還沒有上述解決方案的缺陷，尤其是沒有尺寸和圖像質量失真方面的缺陷。
為此，用于使本發(fā)明光源均勻的散射層，其特征在于它連接一種每平方電阻大于100Ω的電磁絕緣器件。
在本發(fā)明的一些優(yōu)選具體實施方案中，可能任選地采用下述其中一種和/或另外一種規(guī)定-每平方電阻是300-700Ω，-該絕緣器件由至少一層在可見光區(qū)半透明的導電材料層構成，所述的導電層放得盡可能靠近散射層，-該導電層是以半透明導電氧化物為基的，-該散射層置于基片上，該導電層置于這種散射層上，-該散射層與一種基片連接，該導電層沉積在這種基片與這種散射層之間，-該散射層與一種基片連接，這種散射層置于基片的其中一個面上，而該導電層置于所述基片的另一個面上，
-該絕緣器件加在散射層中，-該散射層由含有微粒和粘合劑的成分(élément)構成，這種粘合劑能使這些微粒彼此聚集起來，這種保護裝置由一個或另一個所述成分構成，-這些微粒是金屬或金屬氧化物，-它含有ZrO2微粒，-這些微粒的尺寸是50nm至1μm，-這些微粒是以SnO2F或ITO為基的-這種粘合劑是無機或有機的導電粘合劑，-這種基片是玻璃基片，-這種基片是聚合物基的透明基片，例如用聚碳酸酯制成的透明基片，-這種散射層加入具有除絕緣功能之外的其他功能的涂層，尤其是具有低發(fā)射功能、抗靜電功能、防霧功能、防污功能的涂層。
根據本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明的目的在于使用如前面所述的散射層，制備在背面光系統和/或平面型燈系統中使用的散射基片。
在本發(fā)明的優(yōu)選具體實施方案中，任選地還可以采用下述其中一種和/或另外一種規(guī)定-這種基片是構成背面光和/或平面型燈系統的其中一種玻璃薄片，-這種基片具有“直射光”應用所采用的特征性尺寸，-層的厚度和/或覆蓋密度在沉積表面上有變化，-該散射層的厚度是0.5-5μm。
閱讀下面詳細說明后將體會到本發(fā)明的其他優(yōu)點和特點。
因此，根據本發(fā)明的第一個具體實施方案，該散射層由粘合劑中的聚集微粒構成，所述微粒的平均直徑0.3-2μm，所述粘合劑的比例是10-40體積％，這些微粒形成尺寸0.5-5μm的聚集體，所述層的對比衰減高于40％，優(yōu)選地高于50％。申請WO 0 190 787中具體地描述了這種散射層。
這些微粒選自半透明微粒，優(yōu)選地選自無機微粒，例如氧化物、氮化物和碳化物。
這些微粒優(yōu)選地選自二氧化硅、氧化鋁、二氧化鋯、二氧化鈦、鈰氧化物或這些氧化物中至少兩種氧化物的混合物。
采用本技術領域的技術人員已知的任何方法，具體地采用沉淀法或熱解法可以得到這樣的一些微粒。這些微粒的粒度是其中至少50％微粒偏離其平均直徑在50％以下。
如果在裝燈之前，特別地在密封燈之前制層，該粘合劑具有足以耐住其燈工作溫度和/或密封溫度的溫度穩(wěn)定性。
當該層處在外部時，選擇的粘合劑還應具有足夠的耐磨性，以便它能經受位任何的背面光系統操作，例如特別地在安裝平面顯示屏時的操作，還沒有任何損傷。
根據某些需要，該粘合劑可以選擇無機粘合劑，例如為了有利于該層耐溫性而選擇無機粘合劑，或者可以選擇有機粘合劑，主要是為了簡化所述層的制備方法，因為可以簡單地達到交聯，例如通過冷卻達到交聯。選擇耐溫性高的無機粘合劑，將特別有可能生產出壽命長的，還不會出現任何層降解危險的背面光系統，例如由產生大量熱的熒光管所引起的這種危險。事實上，顯然是采用這些已知解決辦法，塑料薄膜因溫度而降解，這樣使得生產大尺寸背面光系統變得非常的難處理。
這種粘合劑的指數與微粒指數不同，這兩者之差優(yōu)選地是至少0.1。微粒指數高于1.7，而粘合劑的指數優(yōu)選地低于1.6。
這種粘合劑選自硅酸鉀、硅酸鈉、硅酸鋰、磷酸鋁、聚乙烯醇類聚合物、熱固性樹脂、丙烯酸樹脂等。
為了有利于生成具有希望尺寸的聚集體，本發(fā)明考慮添加至少一種能使微粒在該粘合劑中隨機分布的添加劑。優(yōu)選地，這種添加劑或分散劑選自下述劑酸、堿或低分子量離子聚合物，尤其是分子量小于50000g/mol的離子聚合物。
還可能添加其他的劑，例如潤濕劑，像非離子、陰離子或陽離子表面活性劑，以便提供大尺寸的均勻層。
還可能添加流變改性劑，例如纖維素醚。
可以按照厚度1-20μm沉積如此定義的層。這樣層的沉積方法可以是本技術領域的技術人員已知的任何方法，例如采用絲網印刷、涂料涂布、“浸涂”、“旋涂”、“流涂”、噴涂等方法沉積。
希望的沉積層厚度大于2μm時，可采用絲網類印刷方法。
層厚度小于4μm時，優(yōu)選地可以采用流涂或噴涂方法。
還考慮生產一種其厚度隨表面上覆蓋區(qū)域而改變的層；這樣一種生產方法可以修正光源固有的不均勻性。例如，有可能以這種方式修正光源沿其長度而發(fā)生的照明度變化。根據另一個基本上可得到修正光源固有不均勻性同樣效果的實施方案，考慮生產一種其覆蓋密度在沉積表面上有變化的層；例如涉及采用絲網印刷方法制成的涂層，其涂層的點密度從完全覆蓋區(qū)域向分散點區(qū)域改變，這種轉換是漸進的或非漸進的。
根據該散射層的另一個具體實施方式
，準備至少一種構成導電散射層的成分，甚至至少兩種所述的成分。可能涉及構成這些聚集體的微粒，或者涉及構成粘合劑的微粒。
在SnO2無機類或有機類導電粘合劑的情況下，例如考慮使用導電聚合物(聚吡咯(polypyrole))或納米微粒(SnO2:F、SnO2:Sb、ITO)。
在構成聚集體的微粒是導電的情況下，它們可以是以透明的導電氧化物粉末為基的，例如像SnO2:F、SnO2:Sb、In2O3:Sn、ZnO:Al。
根據另外一個實施方式，可以使用已經表面熱處理的基片得到散射層。例如涉及噴沙處理的基片、Sanit Gobain Glass France以商品名《Satinovo》TM銷售的經酸侵蝕的基片，或Sanit Gobain Glass France以商品名《Emalit》TM或《Opalit》TM銷售的涂有瓷釉層的基片。
不管其散射層的實施方式(除了使用固有導電成分獲得的散射層除外)如何，該層都應該與電磁絕緣和/或表面電荷流動的設備連接在一起。
該電磁絕緣器件由至少一個導電層構成，這個導電層位于盡可能靠近離散射層的位置，這個導電層在可見光區(qū)是透明的(其中包括減少或沒有薄霧，在這種情況中都屬于半透明)。
根據本發(fā)明，這樣一些導電層置于透明或半透明基片上，按照這些應用，這些基片是平面或非平面形狀。
這種導電層是由導電的透明氧化物(更一般地稱之TCO)構成的，例如特別地是SnO2:F、SnO2:Sb、In2O3:Sn、ZnO:Al。
根據第一項技術，可以采用反應性陰極濺射法，或者使用金屬靶，或者使用氧化物靶制造這個導電層。
根據第二項技術，可采用熱解技術制造這個導電層。
可能涉及粉末熱解方法。該技術在于通過噴射載氣，將有機金屬前體粉末或粉末混合物噴涂到基片表面上，這種粉末在基片的熱作用下發(fā)生分解，釋放出參與導電層的原子。
還可能涉及液體熱解方法。根據這種方法，例如采用噴涂技術或《浸涂》或《旋涂》技術，讓這些呈液體溶液或懸浮液形式的化學前體與基片接觸。
還可以采用化學蒸汽相沉積(CVD)或采用等離子體增強的CVD方法，將這種導電層沉積在基片上。
根據另外一項技術，采用溶膠-凝膠技術可以得到這種導電層。
不論這種導電層的生產方式如何，但這種導電層的每平方電阻高于100Ω，優(yōu)選地300-700Ω。該導電層構成頻率為10-100kHz的絕緣器件；這個導電層還能構成靜電電荷或表面電荷的流動設備。(使用上述固有導電散射層也可以獲得這些每平方電阻性能)。
因此，該導電層與散射層連接，其整體又與基片連接，特別地與用玻璃或聚合物(PMMA、聚碳酸酯)制成的基片連接。
可以采用多種方式實現與這種基片的連接-這種基片位于散射層與導電層之間，-該導電層覆蓋基片的其中一個面，該散射層覆蓋該導電層，-該散射層覆蓋基片的其中一個面，該導電層覆蓋該散射層，-包括至少一種導電成分(粘合劑和/或聚集體)的散射層與基片的其中一個面接觸。
不論由基片、僅散射層本身(固有導電的)、與導電層連接的散射層形成的連接結構如何，該組合件的透光率TL是至少20％，優(yōu)選地高于50％，而吸光率AL低于15％。如此形成散射層的厚度是0.5-5μm，其中單個導電層為10nm-1μm。導電層本身的透光率值是至少80％，優(yōu)選地85％以上。
一種實施方案可能與有上述屏蔽裝置的散射層的生產方式相關，這種實施方案在于在組合件中加入具有另外功能的涂層?？赡苌婕耙环N具有遮蔽紅外波長輻射功能的涂層(例如使用一個或多個被多個介電體層包裹的銀層，或者多個氮化物層，如TiN或ZrN層，或多個金屬氧化物、鋼或Ni-Cr合金層)，具有低發(fā)射率功能的涂層(例如使用摻雜的金屬氧化物，如SnO2:F，或摻錫的氧化銦ITO或一個或多個銀層)，加熱層(摻雜的金屬氧化物，例如Cu、Ag)或加熱絲網層(使用導電銀漿體采用絲網印刷的銅絲或條)，防霧層(使用親水層)，防污層(含有至少部分以銳鈦礦形態(tài)結晶的TiO2的光催化涂層)。
特別地，本發(fā)明期望的應用特別是背面光系統，例如用于液晶顯示屏的照明設備，或用于建筑照明或市政照明的平面型燈，或更一般地用于加進會產生電磁干擾的光源的任何系統中。
在非限制性的平面型燈情況下，多層組合件(散射+導電層)沉積在構成燈前面的玻璃片上。
根據加進本發(fā)明散射層的平面型燈的第一個實施方式，多層組合件(散射+導電層)沉積在朝向燈內的玻璃片面上；根據這樣一種實施方式，在生產這種燈時，多層組合件(散射+導電層)應該沉積在玻璃片上。根據這個實施方式，多層組合件應該具有足夠的耐溫性，以便能經受住生產這樣一種燈所需要的不同熱處理，特別地能進行相應于電極生產的這些涂敷操作，還能進行構成平面型燈結構的兩塊玻璃片的周邊密封操作。
如果需要間隔層，特別是為了使兩個玻璃片之間保持均勻的間隔，本發(fā)明考慮了多層組合件(散射+導電層)的沉積，同時留出自由空間(espaces libres)，這些自由空間相應于為這些隔離層而準備的位置，以致這些隔離層的粘著不受本發(fā)明層的干擾。根據絲網印刷技術選擇沉積這種層時，可以容易地得到這樣一些自由空間。
根據加進本發(fā)明散射層的平面型燈的第二個實施方式，該層(散射+導電層)沉積在朝向燈外部的玻璃片面上；根據這個實施方式，選擇多層組合件(散射+導電層)，使其具有增強的機械強度，尤其是具有增強的耐磨性。
根據另一個實施方案，該實施方案涉及在生產平面型燈和/或背面光系統時使用本發(fā)明改進散射多層組合件(散射+導電層)，所述的層(散射+導電層)沉積在透明或半透明的基片上，而不是沉積在構成平面型燈或背面光系統結構的玻璃片上。這樣一種實施方案可能在于在玻璃基片上沉積多層組合件(散射+導電層)，這種玻璃基片與燈或背面光系統的前面保持一定的距離；根據物理學的定律，這樣的實施方案還能夠改善多層組合件的散射效果。另一方面，一種這樣實施方案的體積或外廓尺寸變得等效于現在技術已知的解決方案，但是由于散射和電磁絕緣性能隨著時間流逝而耐久得多。
如此根據本發(fā)明獲得的這些改進層(散射且絕緣)因此能夠生產出例如用于液晶顯示屏照明的背面光系統。與現有已知的解決方案相比，本發(fā)明的層能夠降低具有光源、亮度和壽命性能的所述背面光系統的外廓尺寸。
權利要求
1.用于使光源均勻的以無機微粒為基的散射層，其特征在于它連接每平方電阻大于100Ω的電磁絕緣器件。
2.根據權利要求1所述的散射層，其特征在于其每平方電阻是300-700Ω。
3.根據權利要求1所述的散射層，其特征在于該絕緣器件由至少一層在可見光區(qū)半透明的導電層構成，所述的導電層放得盡可能靠近散射層。
4.根據權利要求3所述的散射層，其特征在于該導電層是以透明的導電氧化物粉末為基的，例如像SnO2F、SnO2Sb、In2O3Sn、ZnOAl。
5.根據權利要求1-4中任一權利要求所述的散射層，其特征在于該散射層沉積在基片上，而導電層沉積在所述的散射層上。
6.根據權利要求1-4中任一權利要求所述的散射層，其特征在于該散射層與基片連接，而導電層沉積在基片與散射層之間。
7.根據權利要求1-4中任一權利要求所述的散射層，其特征在于該散射層與基片連接，該散射層沉積在基片的其中一個面上，而導電層沉積在所述基片的另一個面上。
8.根據權利要求1-4中任一權利要求所述的散射層，其特征在于該絕緣器件加進散射層。
9.根據權利要求1-8中任一權利要求所述的散射層，其特征在于該散射層由含有微粒和粘合劑的成分構成，該粘合劑能將這些微粒彼此聚集起來，該絕緣器件由一個和/或另外一個所述成分構成。
10.根據權利要求9所述的散射層，其特征在于這些微粒是金屬或金屬氧化物。
11.根據權利要求9所述的散射層，其特征在于它含有ZrO2微粒。
12.根據權利要求9-11中任一權利要求所述的散射層，其特征在于微粒的尺寸是50nm至1μm。
13.根據權利要求9-12中任一權利要求所述的散射層，其特征在于這些微粒是SnO2F或ITO基的。
14.根據權利要求9所述的散射層，其特征在于該粘合劑是無機或有機的導電粘合劑。
15.根據權利要求1-14中任一權利要求所述的散射層，其特征在于該基片是玻璃基片。
16.根據權利要求1-14中任一權利要求所述的散射層，其特征在于該基片是聚合物基的透明基片，例如用聚碳酸酯制成的透明基片。
17.根據權利要求1-16中任一權利要求所述的散射層，其特征在于該散射層加入具有除絕緣功能之外的其它功能的涂層，特別地具有低發(fā)射率功能，抗靜電、防霧、防污功能的涂層。
18.根據權利要求1-17中任一權利要求所述的散射層，其特征在于它的透光率TL高于20％，優(yōu)選地高于50％。
19.根據權利要求1-18中任一權利要求所述的散射層，其特征在于它的厚度是0.5-5μm。
20.如根據權利要求1-19中任一權利要求所述的散射層在生產配置光源系統的散射基片中的應用。
21.如根據權利要求1-19中任一權利要求所述的散射層在生產背面光系統的散射基片中的應用。
22.根據權利要求20所述的散射層應用，其特征在于該基片是構成背面光系統的玻璃片。
23.如根據權利要求1-19中任一權利要求所述的散射層在生產平面型燈系統的散射基片中的應用。
24.根據權利要求23所述的散射層應用，其特征在于該基片是構成平面型燈系統的玻璃片。
25.根據權利要求20-24中任一權利要求所述的散射層應用，其特征在于該基片具有《直接光》應用所采用的特征性尺寸。
26.根據權利要求20-25中任一權利要求所述的散射層應用，其特征在于該層的厚度和/或覆蓋密度在其沉積表面上有變化。
全文摘要
用于使光源均勻的以無機微粒為基的散射層，其特征在于它連接一種每平方電阻大于100Ω的電磁絕緣器件。
文檔編號G02F1/1335GK1678928SQ03820877
公開日2005年10月5日 申請日期2003年7月2日 優(yōu)先權日2002年7月3日
發(fā)明者B·貝爾坦穆羅特, E·魯耶, L·若爾特 申請人:法國圣戈班玻璃廠