專利名稱：用于薄膜晶體管液晶顯示器的有孔隙的散光板的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及用于TFT-LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)背照單元的散光板，具體的說是為樣一種散光板，有機或者無機粒子包含在基板中，其粒子周圍形成有孔隙，通過基板的光線穿過所述孔隙，從而增強光的透射率及其擴散性。
背景技術(shù)：
目前，具有能量消耗低、產(chǎn)生的熱量低、和分辨率高的液晶顯示器圖像輸出設備可制造成超薄的，并作為圖像顯示設備得到了各種工業(yè)領域的重視。然而，不像其他平板顯示器那樣，在使用液晶顯示器時，液晶本身不發(fā)光，需要附加發(fā)光單元增強顯示屏的亮度。
作為附加發(fā)光單元，使用在正照工藝和背照工藝的發(fā)光單元已經(jīng)被提出。前照工藝是將光源附在顯示器的前表面或者前側(cè)表面來照亮顯示器的表面。隨著顯示器的尺寸增大，存在顯示器前表面需要均勻發(fā)散光的技術(shù)問題。更進一步說，由于附加單元附著在顯示器前側(cè)表面，顯示器的外觀設計受到了限制。
同時，背照工藝是提高顯示屏亮度的間接處理方式，該方法是，安裝在顯示裝置背面的背照單元的光源通過光導板傳遞到對邊，然后反射到反光板，其反光板可為金屬沉積板或者不透明的白板，它們可以使光向前傳遞。所以，背照工藝具有克服上述正照工藝光發(fā)射技術(shù)問題的能力。當背照單元的光源大量增加時，背照工藝的能量消耗和產(chǎn)生熱量率就會隨之增長。然而，最大的光照效率的實現(xiàn)是利用最小的能量消耗，典型的從光源到采用散光板的液晶顯示操作器的光傳導技術(shù)已經(jīng)被提出，它包括基板和成層在至少一個基板表面的發(fā)散層，可以說，在散光板中，實現(xiàn)形在基板上的成散光層的有效設計和改進依靠此設計的功能均為重要。
關于散光板，申請?zhí)枮?992-1408的韓國專利申請公開一種散光板，包含基板和由合成樹脂組成的散光層和在基板表面形成的珠。另外，申請?zhí)枮?996-38912的韓國專利申請和公開號為No.Hei.07-174909的日本專利申請公開一種在透明塑膠板上成層透明樹脂和有機粒子層來增加光效和亮度的方法。然而，因為實際上實現(xiàn)高亮度和LCD的防護有很多困難，這樣的傳統(tǒng)技術(shù)經(jīng)歷的僅是通過在散光層中變化樹脂和粒子的合成來改善總的光透射率及其擴散性。

發(fā)明內(nèi)容
為避免上述問題，發(fā)明人經(jīng)精心研究，在制備散光板中發(fā)現(xiàn)，在合成樹脂的基板內(nèi)包含作為主要材料的有機粒子或者無機粒子，在有機粒子或者無機粒子周圍形成有孔隙，由于存在這樣的孔隙，由此獲得增加了光的透射率及其擴散性的散光板。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠增加光透射率及其擴散性的用于TFT-LCD的散光板。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種散光板，其基板內(nèi)含有機或者無機粒子，在有機或者無機粒子周圍形成有孔隙，由此增加光的透射率及其擴散性。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的散光板，包括含有合成樹脂和有機粒子或者無機粒子的基板，其中在有機粒子或者無機粒子周圍形成有孔隙；所述基板的一表面上成層有散光層；另一面成層有抗粘連層。
發(fā)散板中的孔隙滿足式1式1 具有孔隙的基板的制備方法是將合成樹脂與有機粒子和無機粒子混合，在縱向拉伸3-5倍，寬向拉伸4-6倍，而后在220-230℃下熱固。
有機粒子可選自丙烯酸樹脂(acrylic resin)、聚氨酯(polyurethane)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚酰胺(polyamide)和聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)中的至少一種或多種，無機粒子可選自二氧化鈦(titanium dioxide)、氧化鋅(zinc oxide)、硫酸鋇(barium sulfate)、二氧化硅(silicon dioxide)、碳酸鈣(calciumcarbonate)、碳酸鎂(magnesium carbonate)、氫氧化鋁(aluminumhydroxide)、粘土(clay)、磷酸鈣(calcium phosphate)和玻璃珠(glassbeads)中的至少一種或多種。
散光板中散光層優(yōu)選為100重量份數(shù)的含熱固樹脂的散光樹脂和0.1-50重量份數(shù)的散光粒子，散光層優(yōu)選厚度為0.2-500um。
散光板中抗粘連層優(yōu)選為100重量份數(shù)的含熱固樹脂的抗粘連樹脂和0.01-500重量份數(shù)的抗粘連粒子，抗粘連層優(yōu)選厚度為0.1-100um。
用作散光樹脂或者抗粘連樹脂的熱固樹脂包括尿素樹脂(urearesin)、三聚氰胺樹脂(melamine resin)、苯酚樹脂(phenol resin)、環(huán)氧樹脂(epoxy resin)、不飽和聚酯樹脂(unsaturated polyesterresin)、醇酸樹脂(alkyd resin)、尿烷樹脂(urethane resin)、丙烯酸樹脂(acrylic resin)、聚氨酯(polyurethane)、氟樹脂(fluorineresin)、硅樹脂(silicon resin)和聚酰胺酰亞胺(polyamideimide)中的至少一種或多種。
散光粒子或者抗粘連粒子包括丙烯酸樹脂(acrylic resin)、聚氨酯(polyurethane)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚酰胺(polyamide)和聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)中的至少一種或多種，并且最好是球形的。


圖1為本發(fā)明的帶有孔隙的散光板的剖面圖。
圖2為本發(fā)明的散光板的粒子和粒子周圍形成的孔隙剖面圖。
具體實施例方式
以下是本發(fā)明的詳細描述。
本發(fā)明的散光板1由如下部分組成合成樹脂構(gòu)成的基板2，成層在基板2一個表面上的散光層3，成層在基板2另一個表面上的抗粘連層4；基板2除了樹脂外還包括有機或者無機粒子8，和在有機或者無機粒子周圍形成的孔隙。
對于本發(fā)明的基板2來說，為了更有效地傳導光源發(fā)出的光，使用了具有高的光透射率的合成樹脂。因此，合成樹脂并不特別要求但最合適是從如下一組中選擇一種聚乙二醇對苯二甲酸酯(polyethyleneterephthalate)，聚萘乙酯(polyethylenenaphthalate)，丙烯酸樹脂(acrylic resin)，聚碳酸酯(polycarbonate)，聚苯乙烯(polystyrene)，聚烯烴(polyolefin)，醋酸纖維素(cellulose acetate)。
基板2的厚度沒有特別的限制，但優(yōu)選是10～500μm，最優(yōu)選是75～250μm。如果基板2厚度小于10μm，組成散光層3的合成物容易發(fā)生卷曲現(xiàn)象。另一方面，如果基板2的厚度超過500μm，液晶顯示器亮度就會減少，背面照明單元就會變厚到不適合輕薄液晶顯示器的生產(chǎn)。
另外，基板2除了有合成樹脂，還包括有機或無機物粒子8，和在有機或者無機粒子8周圍形成的有預定尺寸的孔隙7。
無機物粒子至少包括如下一組材料中的一種或多種二氧化鈦，氧化鋅，硫酸鋇，二氧化硅，碳酸鈣，碳酸鎂，氫氧化鋁，磷酸鈣，粘土，玻璃珠。有機物粒子至少包括如下一組材料中的一種或多種丙烯酸樹脂，聚氨酯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚丙烯腈，聚酰胺，聚甲基丙烯酸甲酯。
本發(fā)明的特點在于，在由合成樹脂構(gòu)成的基板2中的孔隙7是在有機或無機物粒子8周圍形成的，因此當光線穿過基板2，或者更確切說，當光線穿過孔隙7時，光被最充分散射和反射，進而增強了散光板的光擴散性能。
在本發(fā)明的散光板的基板中形成的孔隙7滿足如下式1式1 因此，如果粒子周圍形成的孔隙的尺寸同粒子的尺寸的比率小于0.01，歸功于孔隙的擴散性的提高就不明顯了；另一方面，如果上述的比率大于4，散光性能雖然提高了，但是總的光透射率降低了，結(jié)果是液晶顯示器亮度就會變差。
含有孔隙的基板是以如下的方式準備的將合成樹脂混合有有機或無機粒子，在縱向拉伸3～5倍，橫向拉伸4～6倍，在220～230℃熱固。
本發(fā)明的散光板1有散光層3，散光層3由散光樹脂6和散光粒子5組成。散光樹脂6適合由熱固樹脂組成，熱固樹脂易于處理并且可得到。熱固樹脂的例子包括但不受限于從下組材料中選取的任意一個尿素樹脂，三聚氰胺樹脂，苯酚樹脂，環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂，醇酸樹脂，尿烷樹脂，丙烯酸樹脂，聚氨酯，氟樹脂，硅樹脂，聚酰胺酰亞胺。且因為光要通過，優(yōu)選的樹脂是無色且透明的。另外，除上面所提到的樹脂外，散光樹脂可以進一步包括可塑劑，穩(wěn)定劑，防降解劑，分散劑，防泡劑，用在散光層3中的散光粒子5，包含從下組材料中選出的至少一個或者多個丙烯酸樹脂，聚氨酯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚丙烯腈，聚酰胺，聚甲基丙烯酸甲酯。
散光粒子的直徑在0.1～100μm間，優(yōu)選0.1～50μm，更優(yōu)選的是0.1～10μm。如果直徑小于0.1μm，散光的效果就不明顯了。另一方面，如果直徑超過100μm，構(gòu)成散光層的樹脂材料很難應用，并且粒子可能會從成層的散光層中分離。
通過散光層3光學特征的控制來制備總的光的透射率達到85～95％的散光板，或調(diào)整散光樹脂6和散光粒子5的比率。那就是，散光層3的形成是以重量份數(shù)為100的散光樹脂6為基礎，散光粒子5在重量上總數(shù)是0.1～50份，0.1～30份是優(yōu)選的，0.1～15是更優(yōu)選的。如果散光粒子5在重量上小于0.1份，散光效果就會減少。相反，如果量超過了50份，構(gòu)成散光層的散光樹脂材料很難應用。
在本發(fā)明的散光板1中，散光層3的厚度是調(diào)整過的，從而控制著光的傳輸。特別是要制備總的光透射率為85～95％的散光板時，散光層3的厚度應是0.2～500μm，更優(yōu)選是2～200μm。如果，散光層的厚度應用時小于0.2μm，它對散光板的粘著力很低，并且粒子可能會從成層的散光層上分離。相反，如果應用的散光層厚度大于500μm，光傳輸總量不會高于84％，這樣的散光板的制備不被渴望。
本發(fā)明的散光板1有抗粘連層4，由抗粘連樹脂9和抗粘連粒子10構(gòu)成。在抗粘連層4中使用的抗粘連樹脂9與包括散光樹脂6有同樣的熱固性的樹脂，從如下的構(gòu)成中選擇一個例子尿素樹脂，三聚氰胺樹脂，苯酚樹脂，環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂，醇酸樹脂，氨基甲酸乙酯樹脂，丙烯酸樹脂，聚氨酯樹脂，氟樹脂，硅樹脂，聚酰胺酰亞胺；抗粘連樹脂9應當是無色且透明的，因為光要從中通過。
另外，可塑劑，穩(wěn)定劑，防降解劑，分散劑，防泡劑，上蠟劑等可能會被進一步用到。
而且，抗粘連層4中的抗粘連粒子10，與散光粒子5是相同的，包括從如下一組材料中的一種或多種中選取丙烯酸樹脂，聚氨酯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚丙烯腈，聚酰胺，聚甲基丙烯酸甲酯?？拐尺B粒子10更優(yōu)選是球形。同樣，抗粘連粒子10更優(yōu)選是無色且透明的，確保最大數(shù)量的光穿過散光板。粒子10的直徑在0.1～100μm間，更合適的是1～50μm間。如果抗粘連粒子10的直徑小于0.1μm，阻止薄膜的移動的阻塞現(xiàn)象可能會在加工過程中發(fā)生。加一方面，如果抗粘連粒子10的直徑大于100μm，構(gòu)成抗粘連層的樹脂合成物就很難應用，而且抗粘連粒子可能會從成層的抗粘連層上分離。
抗粘連層4是這樣形成的以重量份數(shù)為100的抗粘連樹脂9為基礎，抗粘連粒子10在重量上總數(shù)是0.01～500份，0.1～100份是優(yōu)選的。如果抗粘連粒子10在重量上的總數(shù)小于0.01，阻止薄膜的移動的阻塞現(xiàn)象可能會在加工過程中發(fā)生。相反，如果上述總數(shù)超過500，構(gòu)成抗粘連層4的樹脂合成物很難應用。
為了保證高的、高的抗粘連功能，要得到85～95％總的光傳輸率，抗粘連層4的應用厚度是0.1～100μm，優(yōu)選值是0.1～50μm，更合適的是0.2～20μm。如果抗粘連層4應用的厚度小于0.1μm，它對基板的粘著力很低，并且粒子可能會從成層的散光層上分離。加一方面，如果抗粘連層4的厚度大于100μm，光透射率減少到84％或者更少，制造這樣的散光板的愿望是不可能有的。
另外，用散光板組裝BLU的過程，抗靜電的劑可能會加入或者應用在散光板抗粘連層，以防止由于靜電產(chǎn)生的雜質(zhì)的進入。同樣，反靜電劑應該適當選擇，要考慮到抗靜電功能和耐熱性，可以是如下的例子陽離子抗靜電劑(cationic antistatic agent)，負離子抗靜電劑(anionicantistatic agent)，兩性抗靜電劑(amphoteric antistatic agent)，非離子抗靜電劑(nonionic antistatic agent)，聚合體類型抗靜電劑(polymer-type antistatic agent)等。優(yōu)選的陽離子抗靜電劑從下組中選擇季銨鹽(quarternary ammonium salts)，吡啶鹽(pyridiniumsalts)，伯胺、仲胺、叔胺(mono-，sec-，and tert-amino groups)；合適的負離子抗靜電劑從下組中選擇磺酸鹽(sulfonates)，硫酸鹽(sulfate esters)，磷酸鹽(phosphate esters)和磷酸酯(phosphonates)。
下面用實施例特別解釋本發(fā)明，這些實施例是用來說明而不限制本發(fā)明的。
實施例1散光板1的生產(chǎn)步驟1基板制備將含有二氧化硅粒子、直徑為0.4μm的聚酯樹脂在聚合反應中混合，真空干燥，溶解，通過擠壓機擠壓，溶化了的熱聚酯樹脂采用旋轉(zhuǎn)冷卻輥、通過模板形成板狀。應用靜電學過程將所述聚合物近接觸冷卻輥，獲得拉長的聚酯樹脂板。預熱70-120℃，將拉長的聚酯樹脂板在輥上軋制，在長度方向上拉伸3倍，獲得單軸拉伸的聚酯樹脂膜。當所述膜被送入80-150℃的加熱區(qū)域后，在單軸拉伸的聚酯樹脂膜的兩邊緣用夾子夾住，然后對所述膜的上、下吹氣進行加熱，在所述膜寬度上拉伸5倍。隨后，所述膜被送入更高的溫度區(qū)，即為了晶體取向，在溫度為220℃下熱固，從而形成尺寸為0.8μm的孔隙。
步驟2散光層的生成散光層成分包括如下表1所示元素，將其應用到高透明的聚酯樹脂膜一個表面(XG533-100um，來自Toray Saehan Inc.)?；灏床襟E1準備，然后在110℃下干燥60秒，從而生成30μm厚的散光層。
表1


步驟3抗粘連層的生成抗粘連層成分包括如下表2所示元素，應用到散光層的基板的對面，然后在110℃下干燥40秒，從而生成5μm厚的抗粘連層，用來生產(chǎn)散光板。
表2

實施例2散光板2的生產(chǎn)具有1.2μm孔隙的散光板的生產(chǎn)方法與實施例1相同，除使用直徑為0.4μm的二氧化硅粒子外，步驟1中制備基板的拉伸率變?yōu)?×5倍。
實施例3散光板3的生產(chǎn)具有1.4μm孔隙的散光板，生產(chǎn)方法與實施例1相同，除使用直徑為0.6μm的二氧化硅粒子外，步驟1中制備基板的拉伸率變?yōu)?×6倍。
比較例1具有6.3μm孔隙的散光板的生產(chǎn)方法與實施例1相同，除使用直徑為1.2μm的二氧化硅粒子外，步驟1中制備基板的拉伸率變?yōu)?×5倍，用于晶體取向的熱固溫度變?yōu)?00℃。
比較例2具有16.0μm孔隙的散光板的生產(chǎn)方法與實施例1相同，除使用直徑為3.5μm的二氧化硅粒子外，步驟1中制備基板的拉伸率變?yōu)?×5倍，用于晶體取向的熱固溫度變?yōu)?00℃。
比較例3具有0.001μm孔隙的散光板的生產(chǎn)方法與實施例1相同，除使用直徑為1.0μm的二氧化硅粒子外，步驟1中制備基板的拉伸率變?yōu)?×5倍，用于晶體取向的熱固溫度變?yōu)?40℃。
實驗例
1.孔隙尺寸的測量按實施例1制備散光板，在其基板中形成的孔隙直徑的測量參見如下過程。采用等離子表面處理設備進行基板預處理，采用電子顯微鏡，如JOL，在3000放大倍數(shù)下放大測量粒子尺寸和在粒子周圍形成的孔隙尺寸。
2.光透射率的測量實施例1生產(chǎn)的散光板的光透射率和光擴散性的測定根據(jù)下列步驟，當550nm的光正交通過10cm×10cm尺寸、直立放置的散光板樣品時，采用自動數(shù)字透程儀(automatic digital hazemeter)測量光量，該儀表選自電色工業(yè)株式會社(Nippon Denshoku Industries Co.，Ltd.)，總的光透射率的計算采用如下式2式2

3.光擴散性的測量所述實施例1生產(chǎn)的散光板的光擴散性的測定根據(jù)下列步驟。先切割散光板樣品，將其安裝在32”直式背面照明單元的散光板上，然后通過采用拓普康公司(Topcon Corporation)的亮度計BM-7提供如0.2°的測量角度，背面照明單元和亮度計BM-7之間的區(qū)間設在25cm，之后亮度測定在背面照明單元的燈上的13點和燈之間的12點。則測量出燈的平均亮度及燈之間的平均亮度，他們之間的不同由光擴散性表示。另外，平均亮度的不同(燈的平均亮度-燈之間的平均亮度)分為以下標準，用以評價光的擴散度。
Δ(平均亮度的不同)＜1好Δ(平均亮度的不同)≥1差表3 實施例1～3和比較例1～3中散光板性質(zhì)的測量結(jié)果


從表3可見，由實施例1-3制備的散光板的總的光透射率和光擴散性均好，然而，比較例1-2中粒子和孔隙尺寸都過大，總的光透射率很低。另外，比較例3中有比較少的孔隙形成，證實了光的擴散率很低。
如上所述，本發(fā)明提供的有孔隙散光板具有總的光透射率和光擴散性的優(yōu)勢。所以，本發(fā)明散光板可以使用在改進TFT-LCD背面照明單元光效的光學材料上。盡管本發(fā)明為描述目的公開了較佳實施例，但多種變化、添加及替換是可能的，凡未脫離本發(fā)明保護范圍和技藝精神的方案，均屬本發(fā)明權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種散光板，其構(gòu)成為一基板，包括合成樹脂和有機或無機粒子，其中在有機或無機粒子周圍形成有孔隙；一散光層，成層在所述基板表面；且一抗粘連層，成層在所述基板另一表面。
2.按權(quán)利要求1所述散光板，其中孔隙滿足下式1
3.按權(quán)利要求1所述散光板，其中有孔隙基板的制備采用合成樹脂與有機或無機粒子混合的方法，在長度方向拉伸3-5倍，且在寬度方向拉伸4-6倍，然后在220-230℃下熱固。
4.按權(quán)利要求1所述散光板，其中有機粒子的組成選自丙烯酸樹脂，聚氨酯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚丙烯腈，聚酰胺和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種或多種。
5.按權(quán)利要求1所述散光板，其中無機粒子的組成選自二氧化鈦，氧化鋅，硫酸鋇，二氧化硅，碳酸鈣碳酸鎂，氫氧化鋁，粘土，磷酸鈣及玻璃珠中的至少一種或多種。
6.按權(quán)利要求1所述散光板，其中，按重量份數(shù)，散光層包括熱固性樹脂組成的散光樹脂重量的100份，0.1-100μm直徑散光粒子重量的0.1-50份。
7.按權(quán)利要求1所述散光板，其中散光層厚度為0.2-500μm。
8.按權(quán)利要求1所述散光板，其中，按重量份數(shù)，抗粘連層包括熱固性樹脂組成的抗粘連樹脂重量的100份，直徑為0.1-100μm抗粘連粒子重量的0.01-500份。
9.按權(quán)利要求1所述散光板，其中抗粘連層厚度為0.1-100μm。
10.按權(quán)利要求6或8所述散光板，其中所述熱固性樹脂為以下一組中的至少一種或多種組成尿素樹脂，三聚氰胺樹脂，苯酚樹脂，環(huán)氧樹脂，不飽和聚酯樹脂，醇酸樹脂，尿烷樹脂，丙烯酸樹脂，聚氨酯，氟樹脂，硅樹酯，及聚酰胺酰亞胺。
11.按權(quán)利要求6或8所述散光板，其中粒子為以下一組中的至少一種或多種組成，們們是丙烯酸樹脂，聚氨酯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚丙烯腈基，聚酰胺，聚甲基丙烯酸甲酯，他們?yōu)榍蛎嫘问健?br> 全文摘要
所公開的散光板，其構(gòu)成為包括合成樹脂和有機粒子或無機粒子的基板，在有機或無機粒子周圍形成孔隙；成層在所述基板表面的散光層；和成層在所述基板另一表面的抗粘連層。由于孔隙在基板的有機或無機粒子周圍形成，本發(fā)明散光板可通過最大散射增加光透射率和光擴散性，在基板上及穿過基板的反射，特別是孔隙，從而提供了背面照明單元的散光板增加光效的能力。將本發(fā)明散光板應用于薄膜晶體管液晶顯示器的背面照明單元，顯示器顯示的圖像是鮮明而清晰的。
文檔編號G02B5/00GK1834756SQ20061006816
公開日2006年9月20日 申請日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月16日
發(fā)明者金相弼, 李文馥 申請人:東麗世韓有限公司