光擴散膜及相關背光模塊的製作方法
2023-10-30 05:28:27 1
專利名稱：光擴散膜及相關背光模塊的製作方法
技術領域：
本發明與光擴散膜及相關背光模塊有關；而該光擴散膜具有使穿透光線擴散的功能，且特別適用於液晶顯示裝置的背光模塊；而該背光模塊使用該光擴散膜。
以下針對前述背光模塊20的功能進行說明。首先，來自燈管21嚮導光板22射出的光線，會受到導光板22背面的反射點或反射膜(未在圖中顯示)所反射，然後由導光板22的表面射出。接著，由導光板22射出的光線會射入光擴散膜23，並被光擴散膜23所擴散，然後由光擴散膜23的表面射出。接著，由光擴散膜23射出的光線會射入稜鏡膜24，並經由稜鏡部24a以在近法線方向呈尖峰分布的光線向外射出；而該稜鏡部45a於稜鏡膜24的表面所形成。
如上所述，由燈管21所射出的光線被光擴散膜23所擴散，再經由稜鏡膜24以在近法線方向呈尖峰分布而折射，進而對表面側的液晶層(未在圖中顯示)的全面進行照射。又，雖未在圖中顯示，但稜鏡膜24的表面側更配設有光擴散膜；其目的在於降低上述稜鏡膜24的集光特性，保護稜鏡部24a，及防止偏光板等液晶面板與稜鏡膜24黏接在一起。
如圖3(b)所示，背光模塊20的光擴散膜23通常具備基材層26，其呈透明，且由合成樹脂所製成；光擴散層27，其在基材層26的表面疊層而成；及黏接防止層28，其在基材層26的背面疊層而成者(譬如，可參考特開平7-5305號公報、特開2000-89007號公報等)。該光擴散層27方面，在黏合劑29中含有光擴散劑30，利用光擴散劑30來發揮使穿透光線進行擴散的功能。此外，在黏接防止層28方面，在黏合劑31中分散含有少量珠粒32，而該少量珠粒32的下部凸出於黏合劑31的背面，如此可防止光擴散膜23的背面與導光板22的表面密合，產生幹涉紋，而造成困擾。
然而，光擴散膜23通常以合成樹脂來形成，因此具有容易因熱或紫外線等而造成變形或變色(黃化等)的缺點。另一方面，光線產生源燈管21在發光的同時也會發熱。一般而言，光擴散膜23的靠近燈管21的附近，曝露於80℃到90℃的溫度下。因此光擴散膜23會引起熱變形，使部份呈現彎曲，因而產生畫面不均勻的缺點。
因而開發出了提高耐熱性的技術(特開2000-89007號公報)，其在光擴散膜23的光擴散層27的黏合劑29中，讓微小無機填充劑呈分散含有狀來達成；然而該技術仍具有下列缺點(a)微小無機填充劑分散性差，無法充份獲得耐熱性，(b)微小無機填充劑與黏合劑29的密合性不足，兩者之界面會產生間隙，導致強度變差及光線的穿透性降低。
為解決上述問題，本發明的光擴散膜包含基材層，其呈透明狀；及光擴散層，其在該基材層的表面側疊層而成；而該光擴散層在黏合劑中包含光擴散劑；而該黏合劑由聚合物組成物所形成；而該聚合物組成物由聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇、及微小無機填充劑所形成；而該微小無機填充劑的平均粒徑在5nm以上50nm以下。
在該當光擴散膜中，因其使用聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇作為光擴散層的黏合劑的基材聚合物，因此透明性佳，且耐候性、加工性等也很優秀。又，在聚合物組成物中含有微小無機填充劑，使微小無機填充劑對黏合劑呈分散含有，故可提高光擴散層的耐熱性。此外，為了提升耐熱性，而使微小無機填充劑呈分散含有，並使該微小無機填充劑的平均粒徑維持在5nm以上50nm以下；因其大小比可見光的波長小，故可維持光擴散層的透明性。其結果為，該當光擴散膜更能抑制因熱所引起的彎曲及黃化，且可防止因含有微小無機填充劑所導致的光線穿透率的下降。
此外，更具備黏接防止層，其疊層於上述基材層的背面側。而該黏接防止層在黏合劑中分散含有珠粒；而該黏合劑由聚合物組成物所形成；而該聚合物組成物由聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇、及微小無機填充劑所形成；而該微小無機填充劑的平均粒徑系在5nm以上50nm以下。透過此一手段，則和上述光擴散層一樣，在維持黏接防止層的透明性的同時，並提高耐候性及耐熱性；其結果為，該當光擴散膜在維持透明性的同時，並可抑制彎曲及黃化。
就上述微小無機填充劑而言，可採用其表面固定著有機聚合物的微小無機填充劑。而在此所謂「固定」，並非僅指接著或附著之意，而指在有機聚合物和微小無機填充劑之間產生化學結合之意；因此當以任意的溶劑洗滌微小無機填充劑後，在洗滌液中並無法檢出有機聚合物。因此，如使用表面固定著有機聚合物的微小無機填充劑，則對構成黏合劑的基材聚合物具有良好的親合性，可形成具有塗膜物性良好的光擴散層；而該塗膜物性包括表面硬度、耐熱性、耐磨性、耐候性、耐汙染性等。
在上述固定著有機聚合物的微小無機填充劑中，可包含烷氧基0.01mmol/g以上50mmol/g以下。讓固定於微小無機填充劑上的有機聚合物中含有該程度的烷氧基，則可帶來如下結果提升微小無機填充劑和基料的基材聚合物之間的親合性，及提高在基材聚合物中的微小無機填充劑的分散性。
上述有機聚合物中含有氫氧基，而上述聚合物組成物可包含從多功能異氫酸酯化合物、三聚氫胺化合物、及氨基塑料樹脂中選出的一種或兩種以上之物。通過該手段，可使有機聚合物及黏合劑基料因架橋結構而結合，而提供塗膜物性良好的塗膜；而該塗膜物性包括保存安定性、耐汙染性、可彎曲性、耐候性等。而該有機聚合物固定於微小無機填充劑表面上。
上述聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇也可包含環烷基。如使用含有環烷基的聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇作為基材聚合物，則可提高黏合劑的憎水性(撥水性、耐水性)，並在高溫高溼條件下，改善該當光擴散膜的耐彎曲性及尺寸安定性等。又，光擴散層的硬度、耐候性、耐溶劑性等之塗膜基本性能也可提升。此外，與表面固定著有機聚合物的微小無機填充劑之間的親合性，及微小無機填充劑的均一分散性會變得更好。
在上述聚合物組成物中，可包含脂肪族異氫酸酯來作為硬化劑。如在聚合物組成物中使用脂肪族異氫酸酯作為硬化劑，則可防止光擴散層或黏接防止層的黃化。
因此，在液晶顯示裝置用的背光模塊中，如具備該當光擴散膜，則如上所述，光擴散膜因熱或紫外線所造成的彎曲或黃化較少，因此可抑制液晶顯示裝置的亮度不均勻及防止亮度的降低。而該液晶顯示裝置用的背光模塊讓來自燈管的光線分散並將之引導到表面側。
圖2與
圖1不同型態的光擴散膜的模式化剖面圖。
圖3(a)一般邊光型背光模塊的模式化立體圖。
圖3(b)一般光擴散膜的模式化剖面圖。
具體實施例方式
以下參考適當的附圖，針對本發明的實施型態進行描述。
圖1的光擴散膜1具備基材層2；及光擴散層3，其在基材層2的表面疊層而成。
由於必須讓光線穿透的緣故，因此基材層2由透明，特別是由無色透明的合成樹脂所形成。可用於該基材層2的合成樹脂並無特殊限制，譬如，聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對荼二甲酸乙二酯、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚鏈烯烴、醋酸纖維素、耐候性氯乙烯等。其中，尤其以具有優異透明性且強度高的聚對苯二甲酸乙二醇酯為佳，而如為已經改善彎曲性能的聚對苯二甲酸乙二醇酯則更理想。
基材層2的厚度(平均厚度)並無特殊限制，譬如，維持在10μm以上500μm以下的範圍，其中以35μm以上250μm以下為佳，特別以50μm以上188μm以下最理想。如基材層2的厚度未滿上述範圍，則在進行樹脂組成物的塗抹時，容易形成捲曲，會造成施工困難等不便；而該樹脂組成物用於形成光擴散層3。相對的，如基材層2的厚度超過上述範圍，則可能使液晶顯示裝置的亮度降低，並使背光模塊的厚度變大，而違反液晶顯示裝置的薄型化的需求。
光擴散層3具備黏合劑4；及光擴散劑5，其包含於該黏合劑4中。由於光擴散層3中含有光擴散劑5，因此可讓由背面向表面穿透該光擴散層3的光線呈現均一擴散。又，光擴散劑5的一部份的上端凸出於黏合劑4上。由於把光擴散劑5埋設於黏合劑4上，同時也讓光擴散劑5凸出於黏合劑4上，故可讓光線更良好地擴散。光擴散層3的厚度(除光擴散劑5外的黏合劑4部份的厚度)並無特殊限制，譬如，可維持在10μm以上30μm以下的範圍。
光擴散劑5可擴散光線的粒子，其可概分為有機填料和無機填料。具體而言，無機填料有二氧化矽、氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鋅、硫化鋇、鎂矽酸鹽，此外，也可用其混合物。具體而言，有機填料有丙烯酸樹脂、丙烯腈樹脂、聚銨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚醯胺。其中，以丙烯酸樹脂為佳，特別以聚甲基丙烯聚甲酯(PMMA)最理想。
光擴散劑5的形狀並無特殊限制，譬如，球狀、針狀、棒狀、紡錘狀、板狀、鱗片狀、纖維狀等。其中，以光擴散性優異的珠粒狀為佳。
光擴散劑5的平均粒子徑的下限以1μm或2μm，乃至於5μm為佳；而光擴散劑5的平均粒子徑的上限以50μm或20μm，乃至於15μm為佳。其原因在於，如光擴散劑5的平均粒子徑未滿上述範圍，則光擴散劑5所形成的光擴散層3表面的凹凸較小，有無法達到光擴散膜所需光擴散性之虞；相對的，如擴散劑5的平均粒子徑超過上述範圍，則光擴散膜1的厚度增大，且使得均一擴散變得困難。
光擴散劑5的組成量(對聚合物組成物中的基材聚合物每100單位的固體份的換算組成量；而聚合物組成物系黏合劑4的形成材料)的下限，以10單位特別是20單位，乃至於50單位為佳；而該組成量之上限，以500單位，特別是300單位，乃至於100單位為佳。其原因在於，如光擴散劑5的組成量未滿上述範圍，則光擴散性會變得不足；相對的，如光擴散劑5的組成量超過上述範圍，則將光擴散劑5固定的效果變差。再者，在配設於稜鏡膜的表面側，即所謂上用光擴散膜的情形，由於不需要高度光擴散性之故，所以在光擴散劑的組成量方面，以10％以上40％以下，尤其以10％以上30％以下為佳。
黏合劑4將聚合物組成物以架橋硬化方式形成。該聚合物組成物包含基材聚合物及微小無機填充劑；以及適度含有硬化劑、可塑劑、安定化劑、劣化防止劑、分散劑、帶電防止劑等。該聚合物組成物使用聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇；乃至於聚酯型多元醇及丙烯酸多元醇兩者都用。又，由於必須讓光線穿透的緣故，因此黏合劑4必須是透明，特別是以無色透明為佳。
該聚酯型多元醇以a多元醇和b多鹼酸在特定條件下進行反應所製造。而a多元醇中譬如有乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇、己二醇、十甲基醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、三羥甲基丙烷、己三醇、甘油、季戊四醇、環己烷二醇、水添雙酚A、二羥甲基環己烷、對苯二酚二羥乙基醚、三羥乙基異氫尿酸酯、苯撐二甲基醇等多元醇；而(b)多鹼酸中，譬如有順丁烯二酸、富馬酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、偏苯三甲酸、對苯二甲酸、苯二甲酸、異苯二甲酸等多鹼酸。而該特定條件指，多元醇中的氫氧基數目比前述多鹼酸的羧基數目為多。而該聚酯型多元醇的分子量應在500以上300000以下；如為2000以上100000以下則為理想。又，該氫氧基價應在5以上300以下；如為10以上200以下更佳，如為20以上150以下則更理想。
又，丙烯酸多元醇將單體成份進行聚合而成；且其包含(甲基)丙烯酸單位等。而該單體成份包含了含氫氧基的非飽和單體。而在該含氫氧基的非飽和單體方面，譬如，可以通過把c含氫氧基的非飽和單體和(d)2元醇或環氧化合物，與非飽和羧酸進行反應來獲得含氫氧基的非飽和單體。而該c含氫氧基的非飽和單體有丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、甲丙烯酸2-羥乙酯、甲丙烯酸2-羥丙酯、烯丙醇、均烯丙醇、桂皮醇、巴豆油醇等；而該(d)2價醇或環氧化合物有乙二醇、環氧二烷、丙二醇、環氧丙烷、丁二醇、環氧丁烯、1，4-二羥甲基環己烷、苯縮水甘油醚、縮水甘油癸醇(glycidyl decanoet)、PlaxelFM1(Daisel化學工業株式會社制)等；而該非飽和羧酸有丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、富馬酸、巴豆酸、丁二酸等。從上述含氫氧基的非飽和單體之中選擇至少一種以上，使之包含丙烯酸單位，來進行聚合，則可製造丙烯酸多元醇。此外，從如下乙烯性非飽和單體中選出至少一種以上，與從c及d中所選出的含氫氧基的非飽和單體進行聚合，也可製造丙烯酸多元醇。而該乙烯性非飽和單體有丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸特丁酯、丙烯酸乙基己酸、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸特丁酯、甲基丙烯酸乙基己酸、甲基丙烯酸環己酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、苯乙烯、乙烯基甲苯、1-對甲基苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯晴、乙酸乙烯、丙酸乙烯、硬酯酸乙烯、乙酸丙烯基、己二酸二丙烯基、衣康酸二丙烯、順丁烯二酸二乙基、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯胺、正甲基醇丙烯胺、正丁醇甲基丙烯胺、二丙酮丙烯胺、乙烯、丙烯、異戊二烯等。
而該丙烯酸多元醇的分子量應在1000以上500000以下；如為5000以上100000以下則為理想。又，該氫氧基價應在5以上300以下；如為10以上200以下更佳，如為20以上150以下則更理想。
又，如上述聚酯型多元醇及丙烯酸多元醇中的氫氧基的數量，如每一個分子為2個以上，則無需特別限制，但固體份中的氫氧基價為10以下話，則耐溶劑性、耐水性、表面硬度等的塗膜物性都會呈現降低趨向。
上述聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇具有高加工性，利用塗抹等手段，容易形成光擴散層3。又，由聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇所形成的黏合劑4具有高度耐候性，可抑制光擴散層3的黃化。此外，對黏合劑4中進行微小無機填充劑的分散，則可提高光擴散層3乃至於光擴散膜1的耐熱性，並抑制其彎曲。
再者，上述聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇以使含有環烷基的聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇。如此一來，可在構成黏合劑4的多元醇中引進環烷基，則可提高黏合劑4的憎水性(撥水性、耐水性)，並在高溫高溼條件下，改善該當光擴散膜的耐彎曲性及尺寸安定性等。又，光擴散層3的硬度、耐候性、耐溶劑性等的塗膜基本性能也可提升。
上述含環烷基的聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇，可經由把含環烷基的聚合性非飽和單體進行共聚合而獲得。該含環烷基的聚合性非飽和單體系指，在分子內至少具有一個環烷基的聚合性非飽和單體。對於該含環烷基的聚合性非飽和單體的結構並無特殊限制，但，譬如，以可用下列一般式(1)表示者為佳。可將之單獨使用，或兩種以上並用也可。 在上述一般式(1)上，R1代表氫原子或碳數1或2的碳化氫基。Z代表可具有取代基的碳數1～36的環烷基。上述碳數1或2的碳化氫基並無特殊限制，譬如，甲基或乙基等。
上述取代基並無特殊限制，譬如，碳數1～18的碳化氫基等。上述碳數1～18的碳化氫基並無特殊限制，譬如，甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基等。
上述環烷基並無特殊限制，譬如，環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、環十一基、環十二基、環十三基、環十四基、環十五基、環十六基、環十七基、環十八基等。
上述一般式(1)所顯示的聚合性非飽和單體並無特殊限制，譬如，甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸甲基環己酯、甲基丙烯酸特丁基環己酯、甲基丙烯酸環十二酯。
上述含環烷基的聚合性非飽和單體的共聚合比率在5.0重量％以上97.9重量％以下；其中，以5.0重量％以上80.0重量％以下為佳，乃至於10.0重量％以上70.0重量％以下為最理想。如含環烷基的聚合性非飽和單體的共聚合比率比上述範圍小，則塗膜的硬度、光澤等之基本性能有無法提升之虞，且多元醇的形成具極高耐候性的塗膜的作用也有消失之虞；而該多元醇把聚合性非飽和單體進行共聚合而形成。另一方面，如含環烷基的聚合性非飽和單體的共聚合比率超過上述範圍，則在多元醇上，如下兩種作用的平衡有變差之虞；其中一個作用由含環烷基的聚合性非飽和單體進行共聚合後而產生；而另一個作用由其它的聚合性非飽和單體進行共聚合後而產生；而該多元醇系把聚合性非飽和單體進行共聚合而形成。
在構成微小無機填充劑的無機物方面，並無特殊限制，而以無機氧化物為佳。而該無機氧化物可定義為各種含氧金屬化合物，其中，金屬元素主要介以與氧原子的結合而構成三次元網絡。此外，在構成無機氧化物的金屬元素方面，譬如，以化學元素表的II～VI族中選出者為佳，且以化學元素表的III～V族中選出者最理想。其中，以從Si、Al、Ti及Zr中所選出者為佳；而金屬元素為Si的膠狀二氧化矽，在耐熱性提高效果及光線穿透性方面最佳。又，微小無機填充劑的形狀並無特殊限制，譬如，球狀、針狀、板狀、鱗片狀、破碎狀等，任意的粒子形狀均可。
微小無機填充劑的平均粒子徑的下限為5nm，而以10nm最理想。另一方面，微小無機填充劑的平均粒子徑的上限為50nm，而以25nm最理想。其原因在於，如微小無機填充劑的平均粒子徑未滿上述範圍，則微小無機填充劑的表面能量升高，容易造成凝集現象；相對地，如微小無機填充劑的平均粒子徑超過上述範圍，則因短波長的影響，呈現白濁，而無法完全維持光擴散膜1的透明性。
微小無機填充劑對聚合物組成物的基材聚合物每100單位的組成量(僅無機物成份的固體份換算組成量)的下限，以5單位為佳，如為29單位則更理想。另一方面，微小無機填充劑的上述組成量的上限，以500單位為佳，如為200單位則更佳，如為100單位則最理想。其原因在於，如微小無機填充劑的組成量未滿上述範圍，則無法充份防止光擴散膜1的熱變形；相對地，如組成量超過上述範圍，則難以組成到聚合物組成物中，有使光擴散層3的光線透過率降低之虞。
微小無機填充劑可使用其表面固定有有機聚合物之物。如使用固定有有機聚合物的微小無機填充劑，則可提高在黏合劑4中的分散性，及與黏合劑4的親合性。在有機聚合物方面，其分子量、形狀、組成、功能基的有無，並無特殊限制；可以使用任何有機聚合物。又，有機聚合物的形狀可採用直鎖狀、分枝狀、架橋狀等之任意的形狀。
具體而言，用於構成上述有機聚合物的樹脂，譬如有甲基丙烯酸樹脂、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯、聚乙烯或聚丙烯等的聚鏈烯烴、聚氯乙烯、偏二氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯及其各種共聚合體，或在氨基、環氧基、羥基、羧基等功能基上部份變性的樹脂。其中，以含有甲基丙烯酸單位的甲基丙烯酸系樹脂、甲基丙烯酸-苯乙烯系樹脂、甲基丙烯酸-聚酯系樹脂等，因具有塗膜形成，故最為適合；而該甲基丙烯酸單位系有機聚合物的必要成份。此外，如為與聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇具相溶性的樹脂則較理想；而如為與聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇具有同一組成的樹脂則為最理想。而聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇系上述聚合物組成物的基材聚合物。
又，微小無機填充劑可在其微粒子內包含有機聚合物；如此則可對微小無機填充劑的無機物賦予適當的柔軟度及韌度；而該無機物系微小無機填充劑的核心。
上述有機聚合物可使用含有烷氧基。而在其含有量方面，相對於每1g的微小無機填充劑為0.01mmol以下50mmol以下；而該微小無機填充劑上固定有有機聚合物。具有該烷氧基，則可提高與構成黏合劑4的基料樹脂之間的親合性，及提高在黏合劑4中的分散性。
在此，所謂烷氧基以和金屬元素結合的RO基來表示；而該金屬元素用於形成微粒子的骨架。而該R可被取代的烷基；在微粒子中RO可相同也可不同。R的具體例有甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基等。
微小無機填充劑把有機聚合物固定，而其有機聚合物的含有率並無特殊限制；但如以微小無機填充劑為基準，則含有率以0.5重量％以上50重量％以下為佳。
如上所述，固定於微小無機填充劑的有機聚合物可使用具有氫氧基，並包含下列三者中的至少一種為佳多功能異氫酸酯化合物、三聚氫胺化合物及氨基塑料樹脂；而該多功能異氫酸酯包含二個以上的功能基，而其在構成黏合劑4的聚合物組成物中與氫氧基進行反應。如此一來，微小無機填充劑和黏合劑4的基料樹脂以架橋結構結合，具有良好的保存安定性、耐汙染性、可彎曲性、耐候性、保存安定性等，且可獲得具有光澤的塗膜。
上述多功能異氫酸酯化合物譬如有脂肪族、脂環族、芳香族及其它多功能異氫酸酯化合物或其變性化合物。多功能異氫酸酯化合物的具體例有甲苯撐二異氫酸酯、苯二甲撐二異氫酸酯、二苯甲烷二異氫酸酯、己二醇二異氫酸酯、異佛爾酮異氫酸酯、賴氨酸二異氫酸酯、2，2，4-三甲基己烷二異氫酸酯、甲基環己烷二異氫酸酯、1，6-六亞甲基二異氫酸酯之縮二量體、異氫酯體等之三量體等；該多功能異氫酸酯和丙二醇、己二醇、聚乙二醇、三羥甲基丙烷等多元醇反應所產生的殘存有二個以上異氫酸酯的化合物；以及該多功能異氫酸酯化合物以如下封鎖劑進行封鎖後產生的封鎖型多功能異氫酸酯化合物等。而該封鎖劑有醇類，如乙醇、己醇等；化合物，如酚、甲酚等含酚性氫氧基；oxime肟類，如Acetolactam、甲基乙基酮肟；lactam類，如ε-Caprolactam、γ-Caprolactam等。此外，上述多功能異氫酸酯化合物也可使用一種或二種以上混用。其中，為了防止塗膜的黃化色的產生，以採用無黃化變性多功能異氫酸酯化合物為佳，而其不具有與芳香環直接結合的異氫酸酯基。
上述三聚氫胺化合物譬如有二羥甲基三聚氫胺、三羥甲基三聚氫胺、四羥甲基三聚氫胺、五羥甲基三聚氫胺、六羥甲基三聚氫胺、異丁醇醚型三聚氫胺、正丁醇醚型三聚氫胺、丁基化苯代三聚氫二胺等。
上述氨基塑料樹脂譬如有烷基醚化三聚氫胺樹脂、尿脂樹脂、苯代三聚氫二胺等；可使用上述氨基塑料樹脂的單體或兩種以上的混合物或共縮合物。而該烷基醚化三聚氫胺樹脂把胺三氮雜苯進行羥甲基化，以環己醇或碳數1~6的烷醇實施烷醚化所獲得；而其中具有代表性者有丁醚化三聚氫胺樹脂、甲基醚化三聚氫胺樹脂、甲丁基混合三聚氫胺樹脂。此外，為了促進硬化，也可使用磺酸系觸媒，譬如，對甲苯磺酸及胺鹽等。
再者，聚合物組成物中也可含有異氫酸酯來作為硬化劑。由於聚合物組成物中含有異氫酸酯硬化劑，形成更強固的架橋結構，因此更可提升光擴散層3的塗膜物性。而該異氫酸酯可使用與上述多功能異氫酸酯化合物相同的物質；其中，尤其以可防止產生塗膜的黃化色的脂肪族異氫酸酯為佳。
此外，也可在聚合物組成物中混煉帶電防止劑。利用混煉有帶電防止劑的聚合物組成物來形成黏合劑4，則在該當光擴散膜1中可發現帶電防止效果，可防止因靜電所產生的種種不便，譬如，較不會吸引塵埃或不會與稜鏡膜等重疊等。又，如把帶電防止劑塗抹於表面上，則會造成表面發黏或變髒，而如在聚合物組成物中混煉帶電防止劑，則可減少上述缺點。該帶電防止劑並無特殊限定，譬如，烷基硫酸鹽、烷基磷酸鹽化合物等的陰離子帶電防止劑、第四銨鹽、咪唑啉化合物等陽離子帶電防止劑、聚乙烯醇系、聚氧化乙烯縮水山梨糖醇一硬脂酸酯、乙醇胺類等的非離子帶電防止劑、聚丙烯酸等之高分子帶電防止劑等。其中，以使用帶電防止效果較大的陽離子帶電防止劑為佳，添加少量即可發揮帶電防止效果。
接著，針對該當光擴散膜1的製造方法作說明。該當光擴散膜1的製造方法具有(a)光擴散層用塗抹液製造工序，其經由對聚合物組成物混合光擴散劑5來製造；而該聚合物組成物為構成黏合劑4；及(b)光擴散層3疊層工序，其經由把該光擴散層用塗抹液塗抹於基材層2的表面來進行疊層。
圖2的光擴散膜11具備基材層2；光擴散層3，其疊層於該基材層2的表側；黏接防止層12其疊層於該基材層2的背面；而該基材層2及光擴散層3與圖1所示光擴散膜1相同，因此賦予相同組件符號，而省略其說明。如此，該當光擴散膜11也在維持透明性的同時，提高其耐候性及耐熱性。
黏接防止層12具備黏合劑13；及珠粒14，其在該黏合劑13中呈現分散含有。而該黏合劑13也採取和上述光擴散層3同樣的聚合物組成物—亦即，含有基材聚合物(聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇)及微小無機填充劑—以架橋硬化方式形成。又，珠粒14的材料使用與光擴散層3的光擴散劑5所使用者相同。再者，該黏接防止層12的厚度(除珠粒14外之黏合劑13部份的厚度)並無特殊限制，譬如，可維持在1μm以上10μm以下的範圍。
該珠粒14的組成量系採取較少量，且珠粒14相互分離，在黏合劑13中呈分散狀，且大多數的珠粒14的下端略凸出於黏合劑13上。因此，當把該光擴散膜11和導光板進行疊層時，凸出的珠粒14下端會與導光板的表面抵接，使光擴散膜11的背面的整面不會和導光板抵接。如此則可防止光擴散膜11和導光板黏接，因此可抑制液晶顯示裝置產生畫面不均勻。
在光擴散膜11中，聚合物組成物也含有微小無機填充劑，因此可更提升光擴散膜11的耐熱性、耐磨性、耐候性、耐汙染性等塗膜物性，並可更進一步抑制彎曲、黃化等；而該聚合物組成物用於構成黏接防止層12的黏合劑13。此外，構成上述黏合劑13的聚合物組成物也使用聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇，因此可進一步提升耐候性。
接著，說明光擴散膜11的製造方法。該當光擴散膜11的製造方法包含(a)光擴散層用塗抹液製造工序，其經由對聚合物組成物混合光擴散劑5來製造；而該聚合物組成物為構成黏合劑4；(b)光擴散層3疊層工序，其經由把該光擴散層用塗抹液塗抹於基材層2的表面來進行疊層；(c)黏接防止層用塗抹液製造工序，其經由把珠粒14混合入聚合物組成物中來製造，而該聚合物組成物為構成黏合劑13；及(d)黏接防止層12之疊層工序，其經由把該黏接防止層用塗抹液塗抹於基材層2的背面來進行疊層。
因此，在具備燈管、導光板、光擴散膜、稜鏡膜等，且可把來自燈管的光線分散並引導到表面側的液晶顯示裝置用的背光模塊中，如使用上述光擴散膜1、11為光擴散膜，則因該當光擴散膜1、11具有高耐熱性、高耐候性等塗膜物性，所以即使受燈管所產生的熱或來自外部的紫外線所照射，也不容易造成彎曲或黃化，故可抑制液晶顯示裝置的畫面亮度不均勻及防止亮度的降低。實例以下利用實施例，對本發明作詳細說明，但不應根據本實施例對本發明作限定式的解釋。
除了使用黏合劑樹脂組成物(大日精化工業制的「RUB Medium SA」)之外，其它與實施例1相同，如此可獲得實施例3的光擴散膜。而該黏合劑樹脂組成物以丙烯酸多元醇為基材聚合物。
(1)全無亮度不均勻現象、全無彎曲產生時◎(2)幾乎無亮度不均勻現象、僅有極微小彎曲產生時○(3)有若干亮度不均勻現象、有微小彎曲產生時△(4)有亮度不均勻現象、有彎曲產生時×(5)有明確亮度不均勻現象、有較大彎曲產生時××由以上五個項目進行評價，其結果如下表所示
表1耐熱性評價結果
如表1所示，與比較例的光擴散膜相較，實施例1～4的光擴散膜顯示了良好的耐熱性；而該實施例使用丙烯酸多元醇或聚酯型多元醇為黏合劑的基材聚合物。又，具有黏接防止層的實施例2及4的光擴散膜與不具有黏接防止層的實施例1及3的光擴散膜相較，顯示具有較高的耐熱性；而該實施例2及4以丙烯酸多元醇或聚酯型多元醇為黏接防止層的黏合劑的基材聚合物。此外，實施例3及4的光擴散膜與實施例1及2的光擴散膜相較，顯示具有較高的耐熱性；而該實施例3及4以丙烯酸多元醇為黏合劑的基材聚合物；而該實施例1及2以聚酯型多元醇為黏合劑的基材聚合物。
權利要求
1.一種光擴散膜，其特徵在於具備基材層，其呈透明狀；及光擴散層，其在該基材層之表面側疊層而成；而該光擴散層在黏合劑中包含光擴散劑；而該黏合劑由聚合物組成物所形成；該聚合物組成物由聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇、及微小無機填充劑所形成；而該微小無機填充劑的平均粒徑在5nm以上50nm以下。
2.如權利要求1所述的光擴散膜，其特徵在於更具備黏接防止層，其疊層於上述基材層的背面側；而該黏接防止層在黏合劑中分散含有珠粒；而該黏合劑由聚合物組成物所形成；而該聚合物組成物由聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇、及微小無機填充劑所形成；而該微小無機填充劑的平均粒徑在5nm以上50nm以下。
3.如權利要求1所述的光擴散膜，其特徵在於上述微小無機填充劑在其表面固定著有機聚合物。
4.如權利要求3所述的光擴散膜，其特徵在於上述固定著有機聚合物的微小無機填充劑中，含有烷氧基0.01mmol/g以上50mmol/g以下。
5.如權利要求3所述的光擴散膜，其特徵在於上述有機聚合物具有氫氧基，且上述聚合物組成物包含下列三者中所選出之一種或二種以上多功能異氫酸酯、三聚氫胺化合物及氨基塑料。
6.如權利要求1所述的光擴散膜，其特徵在於上述聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇包含環烷基。
7.如權利要求1所述的光擴散膜，其特徵在於上述聚合物組成物包含脂肪族異氫酸酯作為硬化劑。
8.一種液晶顯示裝置用的背光模塊，其具備光擴散膜，且可把來自燈管的光線分散並將之引導到表面側；其特徵在於該光擴散膜具備基材層，其呈透明狀；及光擴散層，其在該基材層的表面側疊層而成；而該光擴散層在黏合劑中包含光擴散劑；而該黏合劑由聚合物組成物所形成；而該聚合物組成物由聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇、及微小無機填充劑所形成；而該微小無機填充劑的平均粒徑在5nm以上50nm以下。
全文摘要
本發明的目的在於提供光一種光擴散膜及相關背光模塊；而該光擴散膜在維持高度光線穿透率的同時，也可提高耐熱性、耐熱尺寸安定性及耐候性；及即使接受燈管之熱量或紫外線照射，也不易產生彎曲或黃化等現象；而該背光模塊使用該光擴散膜，並可減少亮度不均勻及亮度不足現象。本發明的光擴散膜包含基材層，其呈透明狀；及光擴散層，其在該基材層的表面側疊層而成；而該光擴散層在黏合劑中包含光擴散劑；而該黏合劑由聚合物組成物所形成；而該聚合物組成物由聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇、及微小無機填充劑所形成；而該微小無機填充劑的平均粒徑在5nm以上50nm以下。
文檔編號H04R9/00GK1450367SQ03120979
公開日2003年10月22日 申請日期2003年3月26日 優先權日2002年3月26日
發明者上北正和, 峰尾裕 申請人:惠和股份有限公司