[發明專利]部分嵌入的珠粒單層

無效

• 申請號: 200710182123.1
• 申請日: 2007-08-10
• 公開（公告）號: CN101201428A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: K·查里;C·W·蘭德;J·－S·王;J·李
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯丹麥金融有限公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00;G02B5/00;G02F1/1335;C09D189/00;C09D7/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 沙永生

發明領域

本發明涉及一種光改向薄膜、一種背光元件及其制備方法，它們可以用于例如與液晶顯示(LCD)器件中的背光單元連接。

發明背景

圖1為LCD裝置中的背光單元10的示意圖，所述背光單元10包括一個或多個諸如冷陰極熒光燈(CCFL)或發光二極管(LED)的光源12、反射板11、漫射體13和光改向薄膜14，該漫射體13用以提供光的散射或朗伯分布(以使自表面的亮度輸出在所有視角方向上基本一致)，該光改向薄膜14用以提供作為視角函數的光選擇性再分布。光改向薄膜14與反射板11共同作用來使光改向，從而使得散射分布的光線穿過光改向薄膜后，同軸亮度增加，而離軸強度降低。在理想情況下，可以在不改變總的光輸出的情況下獲得這一結果。

制備光改向薄膜的方法在本領域是公知的。這些薄膜例如棱鏡薄膜也被稱為Vikuiti薄膜，產自3M，St，Paul，Minnesota。這些薄膜的結構和形成在美國專利6,581,286中有很充分的描述。薄膜包含一個光滑側面和一個含有三角形棱鏡的結構化側面。薄膜由具有折射指數比空氣大的透明物質構成。雖然這些薄膜在光改向方面是有效的，但薄膜的形成很煩瑣。此工藝涉及通過輥上的金剛石車削產生微刻圖案，然后將圖案轉移到通過擠出或澆鑄再固化方法得到的塑料薄片上。這些薄膜的光改向能力密切依賴于諸如棱鏡角度等微結構。這些薄膜的亮度輸出分布(亮度對視角)的任意變化就需要通過不普通且昂貴的金剛石車削形成完全新的圖案。

國際申請WO2005/109085描述了另一種類型的適用于背光LCD中的光改向薄膜。該薄膜也包含一個光滑側面和一個結構化側面。不過，在這種情況下結構化側面包含一個微半球(micro-hemisphere)密排單層。該申請提到這些薄膜的光改向能力在亮度同軸增益方面比得上美國專利6,581,286描述的棱鏡薄膜，但沒有給出該膜的形成方法。

國際申請WO03/075085提出WO2005/109085所描述類型的薄膜可以通過將珠粒擠壓到粘彈性基片的表面中制成。不過，沒有跡象表明產生珠粒取向類型或所得到的光改向性能可以滿足顯示器商業不斷增長的需求。

美國申請2005/0002204描述了一種與WO2005/109085相類似的光改向薄膜。但形成薄膜需要的工藝相當煩瑣，涉及到非常多的步驟以形成圖案并將該圖案轉移到塑料薄片上。該圖案是通過以下步驟產生：在基片上旋涂緩沖層，在緩沖層上涂光致抗蝕劑層，通過光刻技術在光致抗蝕劑層上形成圖案，加熱光致抗蝕劑材料以形成半球結構，最后在半球上濺射涂覆金屬層。然后通過顯微注射技術將圖案轉移到塑料上。諸如這樣的多步工藝成本高并且不適合于大規模批量生產。此外，薄膜光改向性能的改變是困難的。任意改變將需要通過多個步驟形成新的圖案。

美國專利6,852,396描述了一種適合用作背光LCD中的漫射體13或漫射體片的薄膜。該薄膜由分散在非水丙烯酸樹脂粘合劑中并涂覆在透明基層上的樹脂珠粒和細無機填料材料組成。該珠粒沒有被組裝成任何特定的圖案并且沒有測量到該薄膜有亮度同軸增益的跡象。

國際申請WO2005/052677也描述了一種適合作為背光LCD的漫射體13或漫射體片的薄膜。該薄膜由分散在諸如丙烯酸樹脂的非水粘合劑樹脂中并涂覆在高度透明塑料上的透明球形有機珠粒和組成。該申請公開了單分散珠粒或具有低多分散性的珠粒是期望的，并公開了如果出現珠粒堆積將會產生光漫射效率損失。雖然由于散射的降低(更少的散霧(haze))，總的整體亮度超過了參比涂層，但該申請沒有提出使用特定類型的珠粒以獲得薄膜的任意光改向能力(例如輸出亮度作為視角函數的變化)。

在干燥過程中經液體蒸發后，涂覆在適合表面上的非常均勻(單一分散)的微球液態懸浮體將自組裝成一個密排(close-packed)單層。干燥促進的自組裝源自存在于部分浸沒在液層中微球之間的毛細引力。毛細引力是在干燥過程中當膜內的液體高度降低時，通過液體表面的變形和微球表面接觸線的誘導偏位產生的。毛細引力與在液-空氣或更通常為液-氣界面的表面張力成正比。關于干燥促進的微球自組裝的其它詳細內容可以在Aizenberg等人，Physical?ReviewLetters，第84卷，2997頁，2000年3月找到，在此引入以作參考。不過，雖然通過干燥促進的自組裝在塑料薄片上相對容易獲得密排微球單層，但這種薄膜并沒有顯示出光改向性能。如在國際申請WO2005/109085所敘述的，需要以一種由微半球代替微球的均勻密排單層。