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      用于平板顯示的漫射膜的制作方法

      文檔序號(hào):426941閱讀:398來(lái)源:國(guó)知局
      專(zhuān)利名稱(chēng):用于平板顯示的漫射膜的制作方法
      相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)權(quán)利要求與2003年2月28日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)60/451,342相關(guān)并要求其優(yōu)先權(quán),該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合到本申請(qǐng)中。
      背景技術(shù)
      本發(fā)明涉及光學(xué)片材,更具體地講,涉及特征在于具有光漫射性能的片材。本發(fā)明還涉及使用該光學(xué)片材的背光顯示器和制備該片材的方法。
      液晶顯示器(LCD)等許多現(xiàn)有的顯示系統(tǒng)需要漫射組件。應(yīng)用漫射組件的實(shí)例包括(但不限于)掩蔽制品(masking artifacts),例如置于漫射膜后面的可見(jiàn)的電子組件和/或隱藏的注塑圖案或顯示器光導(dǎo)管上的印跡等,以提高亮度均勻性和增大視角。在典型的LCD顯示器中,通過(guò)向背光組件各添加獨(dú)立的膜(即膜堆棧)將漫射光引入到背光組件中,其中所述膜包含非漫射基材,該基材進(jìn)行了高度不規(guī)則的漫射表面處理或粘附了高度不規(guī)則的漫射表面。因此需要在不增加獨(dú)立的膜的成本的情況下產(chǎn)生漫射光。
      在背光電腦顯示器或其他顯示系統(tǒng),光學(xué)膜或片材普遍用于引導(dǎo)、漫射或偏振光。例如在背光顯示器中,增亮膜(brightnessenhancement films,BEFs)利用其表面上的棱形結(jié)構(gòu)沿視軸(viewingaxis)(即垂直于顯示器的軸)導(dǎo)光。這就增加了顯示器用戶(hù)所能看到的光的亮度,并使得系統(tǒng)在產(chǎn)生所需程度的軸向亮度時(shí)消耗更少的能量。這些膜還可廣泛地用于如投影顯示、交通信號(hào)燈和照明標(biāo)記等其他光學(xué)裝置設(shè)計(jì)。
      液晶顯示器(LCD)等現(xiàn)有的顯示系統(tǒng)需要具有漫射組件。應(yīng)用漫射組件的實(shí)例包括(但不限于)掩蔽制品(masking artifacts),例如置于漫射膜后面的可見(jiàn)的電子組件和/或隱藏的注塑圖案或顯示器光導(dǎo)管上的印跡等,以提高亮度均勻性和增大視角。在典型的LCD顯示器中,通過(guò)向背光組件各添加獨(dú)立的膜(即膜堆棧)將漫射光引入到背光組件中,其中所述膜包含非漫射基材,該基材進(jìn)行了高度不規(guī)則的漫射表面處理或粘附了高度不規(guī)則的漫射表面。因此需要在不增加獨(dú)立的膜的成本的情況下產(chǎn)生漫射光。
      漫射膜的一些不希望有的特征是高溫和高濕測(cè)試中缺乏尺寸穩(wěn)定性(由基材和涂層間材料性質(zhì)不匹配所造成)、涂層缺陷(由涂覆方法缺乏穩(wěn)定性所造成)、材料轉(zhuǎn)換(conversion)中的缺陷生成(涂層的劃痕所造成)、印跡或紋理不均勻性(由加工和/或卷材加工輥所造成)、灰塵吸附和膜粘連(由靜電所造成)以及亮度降低和亮度不均勻。上述前四種不希望有的特征會(huì)降低各種切割和組裝過(guò)程的產(chǎn)率。理想的是漫射體在增強(qiáng)所需的高亮度和亮度均勻特性的同時(shí)還將上述不希望有的特征減至最小。
      發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的特征在于低散射能力的光漫射膜(下文稱(chēng)為上端漫射膜)或高散射能力的光漫射膜(下文稱(chēng)為下端漫射膜)。理想的是兩種膜都是單層或單片膜,其特征在于沒(méi)有涂層并且包含均勻分散的包括氟化磺酸_的抗靜電材料,抗靜電材料的量足以使得光漫射膜具有抗靜電性。這些膜還可包含至少一種UV穩(wěn)定劑以防止光源發(fā)出的短波光引起的變色。上端漫射膜基本由聚碳酸酯材料和抗靜電材料組成,并在其上的至少一個(gè)表面具有紋理以實(shí)現(xiàn)對(duì)光的低散射。下端漫射膜基本由聚碳酸酯、抗靜電材料、任選的UV穩(wěn)定劑和均勻分散的丙烯酸本體散射添加劑(bulk scatteringadditive)組成以對(duì)光進(jìn)行高散射,所述添加劑的顆粒大小從約3微米到約10微米,所占的重量百分比從約2%到約7%。
      在本發(fā)明的另一方面,所述背光顯示裝置包括產(chǎn)生光的光源、沿其方向?qū)Ч獾墓鈱?dǎo)和光學(xué)膜組合體,其中所述光導(dǎo)包括反射從光導(dǎo)出來(lái)的光的反射面,所述光學(xué)膜組合體包括上述上端或下端漫射膜中的至少一個(gè)。優(yōu)選同時(shí)使用上端和下端漫射膜的裝置。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種用于背光顯示的光漫射膜。該光漫射膜包括基本由聚碳酸酯和均勻分散的抗靜電材料組成的單層膜,抗靜電材料的量足以使得光漫射膜具有抗靜電性。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種光學(xué)膜組件。該組件包括上述光漫射膜、底膜和用于粘合底膜和光漫射膜的壓敏粘合劑。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種制備光漫射膜的方法。該方法包括使壓延輥形成紋理,制成帶紋理的壓延輥;和用帶紋理的壓延輥形成上述光漫射膜。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種制備光漫射膜的方法。該方法包括使用聚合物涂覆的熔體壓延輥形成上述光漫射膜。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種制備光漫射膜的方法。該方法包括形成包括上述光漫射膜、底膜和用于粘合底膜與光漫射膜的壓敏粘合劑的組件;和從光漫射膜上除去底膜。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種用于背光顯示的光漫射膜。所述光漫射膜包括基本由聚碳酸酯和均勻分散的包括氟化磺酸_的抗靜電材料組成的單層膜,抗靜電材料的量足以使得光漫射膜具有抗靜電性,所述光漫射膜還包含至少一個(gè)帶紋理的表面以對(duì)光進(jìn)行低散射,或所述光漫射膜還包含均勻分散的丙烯酸類(lèi)本體散射添加劑顆粒以對(duì)光進(jìn)行高散射,其平均顆粒大小從約3微米到約10微米,所占的重量百分比從約2%到約7%。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種背光顯示裝置。該背光顯示裝置包括產(chǎn)生光的光源、沿其方向?qū)Ч獾墓鈱?dǎo)和基本由聚碳酸酯和均勻分散的抗靜電材料組成的單層膜,抗靜電材料的量足以使得光漫射膜具有抗靜電性。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種背光顯示裝置。該背光顯示裝置包括產(chǎn)生光的光源、沿其方向?qū)Ч獾墓鈱?dǎo)和基本由聚碳酸酯和均勻分散的包括氟化磺酸_的抗靜電材料組成的單層膜,抗靜電材料的量足以使得光漫射膜具有抗靜電性,所述光漫射膜還包含至少一個(gè)帶紋理的表面以對(duì)光進(jìn)行低散射,或所述光漫射膜還包含均勻分散的丙烯酸類(lèi)本體散射添加劑顆粒以對(duì)光進(jìn)行高散射,其顆粒大小從約3微米到約10微米,所占的重量百分比從約2%到約7%。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種用于背光顯示的光漫射膜。該漫射膜包括基本由聚碳酸酯和均勻分散的包括氟化磺酸_的抗靜電材料組成的單層膜,抗靜電材料的量足以使得光漫射膜具有抗靜電性,所述膜的表面電阻率低于約1015歐姆/平方。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種用于背光顯示的光漫射膜。該漫射膜包括基本由聚碳酸酯和均勻分散的抗靜電材料組成的單層膜,抗靜電材料的量足以使得光漫射膜具有抗靜電性,該單層膜基本透明。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種制備含聚碳酸酯光漫射膜的方法。該方法包括將包含聚碳酸酯的聚合物樹(shù)脂通過(guò)70微米或更小的多孔盤(pán)熔體過(guò)濾器以獲得經(jīng)過(guò)濾的樹(shù)脂;由經(jīng)過(guò)濾的樹(shù)脂形成粒料;將粒料熔融并擠出形成擠出熔融物;和將擠出熔融物通過(guò)兩個(gè)壓延輥間的間隙形成光漫射膜。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種制備含聚碳酸酯的光漫射膜的方法。該方法包括將含有聚碳酸酯的聚合物樹(shù)脂熔融并擠出形成擠出熔融物;和將擠出熔融物通過(guò)兩個(gè)壓延輥間的間隙形成厚度至少為約0.008英寸的光漫射膜,其中從任一角度觀察光漫射膜時(shí),未發(fā)現(xiàn)任何可見(jiàn)的波紋。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種制備含聚碳酸酯的光漫射膜的方法。該方法包括將含有聚碳酸酯的聚合物樹(shù)脂熔融并擠出形成擠出熔融物;和將擠出熔融物通過(guò)兩個(gè)壓延輥間的間隙形成光漫射膜卷材,卷筒材振蕩速度和卷筒材纏卷卷繞張力足夠大以使得光散射漫射膜沒(méi)有任何可看得見(jiàn)暴筋現(xiàn)象。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種光漫射膜。該漫射膜包括聚碳酸酯材料;和有效量的紫外吸收劑(UVA)組分以降低光漫射膜暴露于紫外(UV)光時(shí)的變色,其中依據(jù)ASTM D4674中的方法3加速耐候老化200小時(shí)后,膜的色偏移為dx<0.0005和dy<0.0005,其中按照CIE 1931,dx是x色坐標(biāo)上的偏移,dy是y色坐標(biāo)上的偏移,其中色偏移以反射模式使用D65光源和10°觀察角測(cè)定。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種光漫射膜。該膜包括聚碳酸酯材料;和有效量的紫外吸收劑(UVA)組分以降低光漫射膜暴露于紫外(UV)光時(shí)的變色,其中用于單燈LCD中工作50,000小時(shí)后光漫射膜的色偏移為dx<0.0005和dy<0.0005,其中按照CIE 193l,dx是x色坐標(biāo)上的偏移,dy是y色坐標(biāo)上的偏移。
      本發(fā)明的另一方面提供了一種光漫射膜。該漫射膜包括聚碳酸酯材料,其中所述光漫射膜在Taber測(cè)試中的重量損失小于約4.0x10-5g/cm2。


      圖1是包括本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的光漫射膜的背光顯示裝置的透視圖。
      圖2是光漫射膜的橫截面圖,按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案,所述光漫射膜接受并將該光線漫射。
      圖3是包括光學(xué)基材堆棧的背光顯示裝置的透視圖,所述各光學(xué)基材包含一層或多層本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的光漫射膜。
      圖4是兩個(gè)具有棱形表面的光學(xué)基材的透視圖,其棱形的輪廓取向彼此呈一定角度。
      圖5A和5B分別是具有棱形表面的光學(xué)基材的透視圖和橫截面圖。
      圖6表示苯并三唑紫外吸收劑的結(jié)構(gòu)。
      圖7是連續(xù)擠出系統(tǒng)的示意圖,該圖表示將熱塑性熔融體擠出并向下進(jìn)入兩個(gè)壓延輥之間的輥隙或間隙。
      圖8是包括本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的漫射膜和保護(hù)膜的光學(xué)結(jié)構(gòu)的側(cè)截面圖。
      圖9-12圖示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的使用保護(hù)膜形成的漫射膜的各個(gè)性能參數(shù),其中各個(gè)性能參數(shù)在其他實(shí)施方案中通用。
      發(fā)明詳述液晶平板顯示器需要某些形式的光源才能工作。一般而言,占據(jù)當(dāng)今平板顯示器市場(chǎng)的最大份額的是背光型平板顯示器。LCD顯示器的背光模塊(BLM)通常由外殼、位于燈管邊沿的丙烯酸類(lèi)燈管、燈管后面的反射膜和置于上面的一些光學(xué)膜組合制成。
      圖1表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的背光顯示裝置100的透視圖。背光顯示裝置100包括產(chǎn)生光116的光源102。光導(dǎo)104通過(guò)全內(nèi)反射沿其方向引導(dǎo)光116。沿光導(dǎo)104安置的反射裝置106反射從光導(dǎo)104出來(lái)的光116。安置在光導(dǎo)104上方的BEF光學(xué)基材108接受來(lái)自光導(dǎo)104的光116。BEF 108包括為平面110的一面以及為棱形表面112的另一面。BEF 108接受光116并將光116導(dǎo)向與所示z軸方向平行的方向,該方向基本垂直于BED光學(xué)基材108。接著光116被導(dǎo)入位于BED基材108上方的漫射膜光學(xué)基材114以對(duì)光116進(jìn)行漫射。散射體光學(xué)基材114接受來(lái)自BED光學(xué)基材108的光116。光116從漫射體光學(xué)基材114出來(lái)并進(jìn)入液晶顯示(LCD)130。
      圖2表示光116在漫射體光學(xué)基材上碰撞從而發(fā)生散射。
      如圖3所示,背光顯示裝置100可以包括多個(gè)光學(xué)基材108,例如所示的堆棧排列114。另外,基材108的棱形表面112可取向,使得棱形表面112的輪廓方向彼此之間呈一定角度,例如90度(見(jiàn)圖4)。還有,應(yīng)當(dāng)理解的是棱形表面112可具有峰角(peak angle)α、高度h、間距p和長(zhǎng)度l(見(jiàn)圖5A和5B)。峰角α、高度h、間距p和長(zhǎng)度l這些參數(shù)可以是預(yù)設(shè)值或隨機(jī)值或至少是偽隨機(jī)值(psuedo-randomized)。例如Olcazk在2002年5月20日提交的美國(guó)申請(qǐng)10/150,958等專(zhuān)利文獻(xiàn)中對(duì)具有棱形表面的膜進(jìn)行了描述,所述棱形表面具有隨機(jī)或偽隨機(jī)參數(shù),該專(zhuān)利通過(guò)引用結(jié)合到本文中。
      回到圖3,典型的筆記本電腦配置使用光源102(即例如冷陰極熒光燈(CCFL))、相鄰的反射器106和LG Pipe光導(dǎo)104(例如與反射器106相鄰,沿光程(light travel)方向行進(jìn))。該配置通常包括與光導(dǎo)104相鄰的的漫射體114b,其中漫射體114b在本說(shuō)明書(shū)被稱(chēng)為下端漫射體。許多配置可使用與下端漫射膜相鄰的其他光學(xué)膜。這些膜一般包括本領(lǐng)域所熟知的如BEF、BEF-T、BEF-M和DBEF-D的BEF型配置。除這些膜外,筆記本配置可能包括漫射膜114a(所熟知的上端漫射膜),其中BEF 108位于上端漫射膜114a和下端漫射膜114b之間。
      如前所述,理想的是兩層漫射膜都包含均勻分散的包括氟化磺酸_的抗靜電材料,抗靜電材料的量足以使得光漫射膜具有抗靜電性。Henricus等在美國(guó)專(zhuān)利6,194,497中描述了抗靜電材料,該描述通過(guò)引用結(jié)合到本說(shuō)明書(shū)中。優(yōu)選磺酸_是氟化磺酸_并由包含有機(jī)磺酸根陰離子和有機(jī)_陽(yáng)離子的碳氟化合物組成。這些有機(jī)磺酸根陰離子的實(shí)例包括全氟甲磺酸根、全氟丁磺酸根、全氟己磺酸根、全氟庚磺酸根和全氟辛磺酸根。前述_陽(yáng)離子的實(shí)例包括脂肪族_陽(yáng)離子,例如四甲基_、四乙基_、四丁基_、三乙基甲基_、三丁基甲基_、三丁基乙基_、三辛基甲基_、三甲基丁基_、三甲基辛基_、三甲基十二烷基_、三甲基十八烷基_、三乙基辛基_,和芳族_陽(yáng)離子,例如四苯基_、三苯基甲基_、三苯基芐基_和三丁基芐基_。
      優(yōu)選的氟化磺酸_可通過(guò)這些有機(jī)磺酸根陰離子和有機(jī)陽(yáng)離子的任意組合得到。通過(guò)將相應(yīng)的磺酸和氫氧化季_在混合溶劑中混合,然后將混合溶劑蒸發(fā),可制備得到很純的氟化磺酸_。例如,全氟丁磺酸四丁基_可通過(guò)如下方法以約95%的產(chǎn)率制備得到將98.6g全氟丁磺酸、200ml40%重量的氫氧化四丁基_溶液和500ml混合溶劑加入到燒瓶中,在室溫將該混合物攪拌1小時(shí),分離油層形式的磺酸_,用100ml水洗滌,然后使用真空泵將溶劑蒸發(fā)。
      優(yōu)選的本發(fā)明所使用的磺酸_是具有下列通式的氟化磺酸_{CF3(CF2)n(SO3)}θ{P(R1)(R2)(R3)(R4)}Φ,其中F是氟;n是1-12的整數(shù),S是硫;R1、R2和R3相同,各自為1-8個(gè)碳原子的脂族烴基或6-12個(gè)碳原子的芳族烴基,R4是1-18個(gè)碳原子的烴基。含有通式所示的氟化磺酸_作為其主要組分的抗靜電組合物可通過(guò)多種不同的方式使用,以利用其抗靜電性、相容性及耐熱性為聚碳酸酯提供抗靜電性。碳氟化合物磺酸_鹽是低熔點(diǎn)的半固體材料,因此,無(wú)需處理可將它們作為熔融液體進(jìn)行處理。在某些實(shí)施方案中,其中的碳氟化合物磺酸_鹽在室溫(15-25℃)是固體晶狀材料,很容易稱(chēng)量、處理和加入到聚碳酸酯中。
      實(shí)施該方法的通常方式是在制備或加工聚合物的時(shí)候直接添加該試劑并將其混合。該方法可通過(guò)包括擠塑、注塑、壓塑或鑄塑在內(nèi)的傳統(tǒng)方式實(shí)施。加入到聚碳酸酯中的碳氟化合物磺酸_鹽的量能有效減少或消除靜電,并可在一定范圍變化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果加入到樹(shù)脂中的抗靜電碳氟化合物磺酸的取代_鹽太少,則仍存在靜電在該樹(shù)脂制成的制品上聚積的趨勢(shì)。如果抗靜電添加劑的添加量太大,如此大量的添加本身就不經(jīng)濟(jì),在某種程度上,抗靜電添加劑會(huì)開(kāi)始反過(guò)來(lái)影響樹(shù)脂的其他性質(zhì)。例如,為了在透明級(jí)聚碳酸酯中通過(guò)該內(nèi)部應(yīng)用法獲得理想的結(jié)果,優(yōu)選按占擠出組合物的0.1-1.5%重量添加本發(fā)明的試劑,更優(yōu)選按0.4-0.9%重量添加。所述抗靜電材料的耐熱性更好,因此可較少量添加(相對(duì)于烷基磺酸_等傳統(tǒng)離子表面活性劑),所得樹(shù)脂組合物具有良好的透明度和機(jī)械性能。
      含有抗靜電材料的樹(shù)脂組合物最好全透明。例如,當(dāng)樹(shù)脂組合物包括聚碳酸酯時(shí),選擇合適的抗靜電材料以使得所得組合物保持透明。這與其他對(duì)透明度有負(fù)面影響的抗靜電添加劑相反。因此,依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,漫射膜在具有優(yōu)良抗靜電性能的同時(shí)還保持透明至淺白色。
      回到圖3,下端漫射膜的主要功能是利用膜的漫射特性提高光的均勻性并同其他背光膜相互作用產(chǎn)生最大的軸向亮度。下端漫射體的另一個(gè)功能是遮蔽光導(dǎo)104產(chǎn)生的任何光學(xué)缺陷。上端漫射膜的主要功能是最大程度地減少炫光和存在于BEF與偏光器間的光學(xué)耦合(牛頓環(huán)),所述偏光器可能在LCD 130中。另外,在BEF膜的表面可具有棱形結(jié)構(gòu),該棱形結(jié)構(gòu)同其他介質(zhì)接觸時(shí)可能碎裂。這種損壞可對(duì)光學(xué)性能和外觀特性產(chǎn)生負(fù)面影響。上端漫射體還可作為BEF膜的保護(hù)膜以減少上述碎裂的可能性。
      BEF通常改變以大于實(shí)際觀察所需角度(約30-40度,取決于具體應(yīng)用)的角度傳播的光并將至準(zhǔn)直朝向觀察者。BEF通常利用嚴(yán)格控制的幾何結(jié)構(gòu)和全內(nèi)反射的基本原理來(lái)有效準(zhǔn)直光線。
      可對(duì)設(shè)計(jì)用于筆記本應(yīng)用的背光模塊進(jìn)行優(yōu)化以最大化軸向亮度和對(duì)光的利用,進(jìn)而使得可使用低功率光最大程度地減少能耗和提高電池壽命。這一點(diǎn)可以通過(guò)使用兩片交叉的BEF膜實(shí)現(xiàn)(見(jiàn)圖4)。理想的是下端漫射膜具有增強(qiáng)膜的準(zhǔn)直能力的微結(jié)構(gòu)或表面拓?fù)???蓪?duì)軸向亮度和BEF膜的視角性能間的平衡進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于在筆記本電腦中的應(yīng)用,由于使用了交叉增亮膜,下端漫射體并不需要提供大量的準(zhǔn)直功能,然而在臺(tái)式電腦應(yīng)用中,一般僅使用一個(gè)BEF,因此優(yōu)選下端漫射體提供足夠的準(zhǔn)直能力以同時(shí)滿(mǎn)足軸向亮度和視角的需要。
      許多技術(shù)可用于折射和散射光以獲得具有光漫射能力的膜。例如,膜的物理改變會(huì)導(dǎo)致在膜的表面印有能漫射光的紋理。本體技術(shù)(bulk technologies)可用于將組分顆粒嵌入聚合物基質(zhì)使得所得擠出膜具有光漫射性能。
      表面涂層可粘結(jié)組分顆粒,附在膜表面上而漫射光。通常涂覆雙軸取向的基礎(chǔ)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹(shù)脂膜以淀積顆粒。通常將約2-10微米的丙烯酸顆粒混入粘合劑中,將粘合劑輥涂在膜上并UV固化。使用各種粘合劑和顆粒,可以制備漫射能力和準(zhǔn)直能力不同的膜。通常上端漫射膜是散射和準(zhǔn)直能力低的膜,下端漫射膜的散射和平行能力強(qiáng)。
      圖7是示例性的壓延輥系統(tǒng)200的示意圖,該體系可用于制備本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的光漫射膜。系統(tǒng)200包括擠出噴嘴202,通過(guò)該噴嘴擠出光漫射膜材料204。將光漫射膜材料204加熱到足夠高的溫度以熔融該材料,所述溫度高于該材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。擠出熔融物形式的材料204通過(guò)壓延輥208和210形成的輥隙或間隙206,冷卻,然后通過(guò)牽引輥212。冷卻的成品膜214就是光漫射膜。
      制造表面帶紋理的漫射膜的一種方法是通過(guò)使用玻璃或金屬母模,其中母模通過(guò)向其表面噴砂制備。按照這種方法產(chǎn)生的表面拓?fù)浞催^(guò)來(lái)通過(guò)散射和折射來(lái)漫射光。這種方法可用于在膜的熔融壓延制備中使用的母模壓延輥中。在熔融壓延過(guò)程中,聚合物熔融體復(fù)制帶紋理表面的結(jié)構(gòu)。
      制作帶紋理壓延輥母模一般包括制備高質(zhì)量的圓柱型金屬(鋼、銅等)或聚合物材料(EPDM、硅橡膠等)表面,該表面的材料雜質(zhì)和空隙應(yīng)當(dāng)最少。將圓柱型表面打磨成光滑平面,然后通過(guò)噴砂法或電火花毛化法使其產(chǎn)生紋理,或通過(guò)雕刻在其表面產(chǎn)生無(wú)規(guī)的不光滑紋理或設(shè)計(jì)的表面紋理。然后可電鍍鉻或鎳以提高這些工具的堅(jiān)韌性。然后可進(jìn)行拋光或噴粉以得到最后的帶無(wú)規(guī)紋理表面。在紙和塑料膜的制備中,這類(lèi)輥用于確定這些產(chǎn)品的表面。
      這些帶紋理的壓延輥的使用可能需要利用聚合物后輥將熔融聚合物壓按或夾持在帶紋理的金屬輥上,這種壓按或夾持必須具有足夠的力量和時(shí)間以使得熔融聚合物流入輥的紋理中進(jìn)而將輥上的紋理復(fù)制到膜上。由于熔融壓延中的高溫和高疲勞條件,后輥的組成對(duì)其性能很重要。后輥一般由涂覆了交聯(lián)硅橡膠化合物的鋼制殼體制成,所述硅橡膠化合物含有如氧化鐵等添加劑以提高其機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性。由于后輥的厚度、硬度和表面紋理是控制壓延輥表面復(fù)制到膜以及成品膜的雙折射和應(yīng)力的主要因素,因此它們對(duì)于膜的性能至關(guān)重要。過(guò)度雙折射和過(guò)大的應(yīng)力可導(dǎo)致制備中的或熱循環(huán)后的平坦度問(wèn)題、色彩失真問(wèn)題(color artifact issues)和能影響最終應(yīng)用中的亮度的局部去偏振效應(yīng)。
      當(dāng)光的折射率發(fā)生變化時(shí),就會(huì)發(fā)生光的漫射。對(duì)于帶紋理的漫射體,漫射發(fā)生在空氣和聚合物的界面,而對(duì)于本體漫射體,當(dāng)光從基質(zhì)材料傳播到達(dá)組分顆粒時(shí)就會(huì)發(fā)生這種變化,反之亦然。
      散射的類(lèi)型取決于顆粒的大小或表面輪廓。如果顆粒大小小于光的波長(zhǎng),發(fā)生Rayleigh散射。如果顆粒大小大致等于或大于光的波長(zhǎng),就主要是Mie散射。Mie散射導(dǎo)致前向透射光的百分比很高。
      描述Mie散射的Mie原理是Maxell’s電磁波方程在顆粒大小等于或大于光的波長(zhǎng)的邊界條件下的解。Mie解給出了顆粒內(nèi)或顆粒外任一點(diǎn)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。在這個(gè)解的基礎(chǔ)上,可以確定任意角度的光強(qiáng)度值,同時(shí)還可以確定光通過(guò)介質(zhì)的透射值和漫射值。
      本發(fā)明通過(guò)產(chǎn)生特定的紋理和在某些情況將紋理和向壓延制備膜的樹(shù)脂添加本體散射添加劑結(jié)合來(lái)制備LCD漫射體。體光學(xué)漫射膜的目的在于使得光向前傳播并漫射。漫射體是LCD單元的一個(gè)部分,所述LCD單元在例如筆記本電腦屏幕、平板臺(tái)式顯示器和平面電視等許多光學(xué)顯示產(chǎn)品中使用。
      合適的光漫射顆粒包括有機(jī)材料或它們的混合物,這些顆粒不會(huì)反過(guò)來(lái)明顯地影響聚碳酸酯的所需物理性質(zhì),例如影響強(qiáng)度或拉伸強(qiáng)度。優(yōu)選的光漫射顆粒為丙烯酸類(lèi)光漫射顆粒,包括聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸烷基酯例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及含有至少一種前述有機(jī)材料的混合物,其中所述烷基具有1到約12個(gè)碳原子。因?yàn)橄蚓厶妓狨ツぬ砑覲MMA制備的膜不僅不會(huì)減少向前透射光,而且折射率的差值足以誘導(dǎo)單個(gè)和多個(gè)點(diǎn)散射使膜的霧度超過(guò)97%,所以?xún)?yōu)選PMMA材料用作添加的光漫射顆粒。
      膜的厚度通常為約0.025到0.5mm,折射率是約1.59,但根據(jù)應(yīng)用需要可以更厚或更薄。在一個(gè)實(shí)施方案中,未往聚碳酸酯膜中添加光漫射顆粒,其積分反射率是9.7%,積分透光率是88.4%。光漫射顆粒的折射率在約1.49和約1.43之間。相對(duì)于聚碳酸酯膜的折射率1.59,添加的顆粒物質(zhì)的較低的折射率1.49-1.43減少了光通過(guò)聚碳酸酯膜時(shí)的透射而增加了反射。
      預(yù)測(cè)的和測(cè)定的霧度百分率通過(guò)下式計(jì)算 其中總透射為積分透射,漫透射是由ASTM D 1003定義的被膜散射的光透射。PMMA顆粒(Δ)的霧度百分率的測(cè)定值和預(yù)測(cè)值之間表現(xiàn)出相當(dāng)好的等價(jià)性,其中霧度百分率的預(yù)測(cè)值通過(guò)使用MIE問(wèn)題的解模擬得到。示例性模擬例如見(jiàn)述于2002年10月3日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10/065,319,該專(zhuān)利通過(guò)引用結(jié)合到本文中。
      優(yōu)選聚碳酸酯膜和PMMA顆粒之間的折射率差值是約0.1,該差值是同時(shí)獲得高霧度和高透光率的最優(yōu)差值。通過(guò)控制顆粒濃度,優(yōu)選的含有PMMA顆粒的聚碳酸酯組合物(不光滑的和磨光的膜表面)所表現(xiàn)出的透光率高于90%,霧度大于80%。磨光的PMMA顆粒的透光率一般是約91%,霧度一般是約15%。前述的不光滑和磨光的表面依據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)D523由光澤度確定,其中磨光表面的光澤度大于90,不光滑表面的光澤度小于50。
      優(yōu)選使用PMMA顆粒(具有不光滑的和磨光的表面)影響顯示裝置中必要的光漫射性能,所述PMMA顆粒以所選的顆粒濃度懸浮在聚碳酸酯膜中,其平均顆粒大小是約3微米到約10微米。
      上文已對(duì)聚碳酸酯膜或光學(xué)片材或光學(xué)基材形式的體光漫射體進(jìn)行了描述,其中對(duì)于上端漫射膜,其含有約95%到約99.8%重量的聚碳酸酯和約0.4%到約2.0%重量的抗靜電材料,對(duì)于下端漫射膜,其含有約93%到約96%重量的聚碳酸酯、約0.4%到約2.0%重量的抗靜電材料和約2%到約7%重量的本體散射添加劑。光漫射顆粒和添加劑的重量基于聚碳酸酯、光漫射顆粒和其他成分的總重量計(jì)算。其他組分可少量存在于聚碳酸酯組合物中,只要該組分不會(huì)反過(guò)來(lái)影響組合物的物理性質(zhì),因此體光漫射體基本由聚碳酸酯和光漫射顆粒組成。優(yōu)選光漫射顆粒包含選自聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物。
      對(duì)于聚合物(例如為聚丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯)且顆粒懸浮在聚碳酸酯中的情況,可用聚合物顆粒濃度ρ、片材厚度t和平均顆粒大小s對(duì)下端漫射膜進(jìn)行描述,依據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)D 1003-00,優(yōu)選獲得的片材具有至少70%的透光率和至少80%的霧度,更優(yōu)選的片材具有至少90%的透光率和至少80%霧度,最優(yōu)選的片材具有至少90%的透光率和至少90%的霧度。然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到可通過(guò)對(duì)前述的顆粒濃度ρ、片材厚度t和平均顆粒大小s中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)控以獲得優(yōu)選的、更優(yōu)選的和最優(yōu)選的透光率和霧度。
      優(yōu)選形成的上端漫射膜的霧度小于約50%,優(yōu)選其高透光率大于約80%,最優(yōu)選大于約90%。
      如上所述,漫射膜的一個(gè)主要性能指標(biāo)是環(huán)境測(cè)試中的尺寸穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的膜暴露于高溫和高濕后一般都會(huì)卷曲或起皺。這會(huì)導(dǎo)致光學(xué)波紋效應(yīng),當(dāng)暴露于高溫高濕后,該效應(yīng)表現(xiàn)為通過(guò)顯示面板的光強(qiáng)度產(chǎn)生正弦振動(dòng)。對(duì)于較大顯示器中的較大面積的膜和高溫高濕環(huán)境條件,這個(gè)問(wèn)題變得尤其嚴(yán)重。對(duì)于LCD TV等大面積顯示器,需要更多和更亮的熒光燈,由此使得BLM和顯示器暴露于更高的溫度。這就立即指出了具有耐高溫性的尺寸穩(wěn)定的膜存在的必要性。有很多因素能導(dǎo)致膜在環(huán)境暴露中的尺寸穩(wěn)定性問(wèn)題。最根本的原因是耐熱性差、熱膨脹系數(shù)不匹配、模量、收縮、吸水膨脹系數(shù)和殘留應(yīng)力。本發(fā)明的實(shí)施方案的目的在于改善所有這些性能。本發(fā)明的實(shí)施方案使用聚碳酸酯代替PET作為聚合物膜基材,PET是許多商品LCD漫射體所選擇的材料。相對(duì)于無(wú)定形PET的約70℃的熱撓曲溫度(HDT),聚碳酸酯的熱撓曲溫度是135℃。HDT是材料開(kāi)始彎曲或撓曲的溫度。將膜溫從-20℃斜坡升至100℃進(jìn)行溫度斜度試驗(yàn)(temperature ramp experiment)并進(jìn)行比較,現(xiàn)有的商品PET膜的平均模量降低大約700MPa,而得自本發(fā)明實(shí)施方案的聚碳酸酯膜的平均模量?jī)H降低200MPa。這就導(dǎo)致了優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性和更少的膜卷曲造成的光學(xué)缺陷。本發(fā)明的實(shí)施方案使用的加工方法生成光學(xué)各向同性的膜。因此,膜的殘留應(yīng)力小,在熱暴露中應(yīng)力釋放機(jī)會(huì)少。
      通常LCD漫射膜使用涂層使膜具有漫射能力。所述涂層主要是UV固化丙烯酸類(lèi)物質(zhì)。PET和涂層材料之間熱膨脹系數(shù)、模量、吸水膨脹系數(shù)和熱收縮的差異會(huì)使膜產(chǎn)生卷曲、扭曲和膜起皺的力矩。這些差異還會(huì)引起上述尺寸穩(wěn)定性問(wèn)題。本發(fā)明的實(shí)施方案使用紋理或體添加劑得到各向同性材料性質(zhì)的膜。這就使得膜在材料性質(zhì)方面的不匹配降至最小,并由此降低了卷曲和起皺的趨勢(shì)。上述所有這些設(shè)計(jì)上的差異使得膜在環(huán)境穩(wěn)定性測(cè)試中具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。
      本發(fā)明減少了在膜的加工、轉(zhuǎn)化過(guò)程和最后的顯示應(yīng)用中的靜電吸引和膜粘附。為了在本設(shè)計(jì)中緩解這些問(wèn)題,在聚碳酸酯樹(shù)脂中添加抗靜電添加劑,所述抗靜電添加劑能減少膜上靜電的產(chǎn)生,并在灰塵和膜粘附發(fā)生前迅速消除靜電。
      LCD面板對(duì)面板膜上能引起視覺(jué)缺陷的可見(jiàn)光學(xué)缺陷十分敏感。100-200微米大小的膜缺陷就能導(dǎo)致LCD面板成為次品。由于UV涂層和底膜間的指數(shù)(index)和色差,缺陷很容易被檢測(cè)出來(lái),因此由膜上涂層被破壞所產(chǎn)生的劃痕和可見(jiàn)缺陷會(huì)降低合格膜的產(chǎn)率。本發(fā)明中的實(shí)施方案不需要涂層系統(tǒng),因此在整個(gè)BLM裝配過(guò)程中產(chǎn)率很高。
      實(shí)施例要求上端保護(hù)漫射膜為漫射能力非常低的膜。這是由于觀看者所能察覺(jué)的亮度與膜的漫射能力成反比。以下描述略述了本發(fā)明各實(shí)施方案的上端保護(hù)漫射膜的產(chǎn)品性能及其制備方法。
      實(shí)施例1上端漫射膜使用現(xiàn)有技術(shù)的擠塑生產(chǎn)線(擠塑機(jī)、熔融泵、膜模和壓延疊輥機(jī))來(lái)制作上端保護(hù)漫射膜產(chǎn)品。使用到的部件有鍍鉻鋼壓延輥和硅橡膠后輥,所述壓延輥打磨至Ra小于1μ(Ra是表面粗糙度)。所使用的聚合物樹(shù)脂是LEXAN EXRL0080-1111(Henricus等在美國(guó)專(zhuān)利6,194,497中描述過(guò),可從GE Plastics購(gòu)買(mǎi)),其中添加了0.5-1.5%重量的抗靜電添加劑FC-1。
      操作條件包括機(jī)筒分段溫度450-550_質(zhì)量流量200-250lbs/hr模頭段溫度520-530_模唇寬度68英寸壓延輥設(shè)置1位輥帶紋理(標(biāo)稱(chēng)Ra 40μin)聚硅氧烷,標(biāo)稱(chēng)厚度0.375英寸,標(biāo)稱(chēng)70肖氏A硬度。
      2位輥上光(標(biāo)稱(chēng)Ra<2μin)鍍鉻鋼輥隙壓力30-200psi(15-150pli)膜厚度0.005英寸下表1略述了生成的膜的性能。
      表1

      表1列出了實(shí)施例1中各種膜的霧度值和透光率值和這些參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差,其中1A-1C的制作工藝條件略有差別。如表所示,所有的膜1A-1C的霧度均低于50%。表1中所有上述膜都表現(xiàn)出了為低散射上端漫射膜所必需的低霧度和高透光率,優(yōu)選透光率大于80%。因此,這些膜降低了BEF膜所產(chǎn)生的Moire效應(yīng),同時(shí)對(duì)光學(xué)性能影響很小,還具有抗靜電性能。表1還列出了膜的CIE 1931色座標(biāo),(C-x,C-y),(D65-x,D65-y)和(A-x,A-y)。這些種類(lèi)的膜的色座標(biāo)在常規(guī)的工業(yè)范圍內(nèi)。
      點(diǎn)缺陷測(cè)試通過(guò)目測(cè)法檢驗(yàn),包括將膜剪切成顯示器大小的薄片,隨后在暗度為10,000的凈化室中依次觀看從屏蔽熒光燈發(fā)出的透射光和反射光。
      實(shí)施例2下端漫射膜要求下端漫射膜為光散射能力非常高的膜。其目的是隱藏來(lái)自光導(dǎo)的羽化和使光變得更均勻。以下描述略述了下端漫射膜的產(chǎn)品性能及其制作方法。
      使用現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)膜擠塑生產(chǎn)線(擠塑機(jī)、熔融泵、膜模和壓延疊輥機(jī))制作下端漫射膜產(chǎn)品。使用鍍鉻鋼壓延輥和硅橡膠后輥,所述壓延輥通過(guò)慢噴砂刻花工藝(slow blast texturing process)制作。所使用的聚合物樹(shù)脂是LEXAN EXRL0091-WH5A201X(購(gòu)自GEPlastics),該樹(shù)脂含有最優(yōu)的丙烯酸類(lèi)本體散射(bulk scattering additive)添加劑,其添加量為約3-5%,大小為3-7微米。同樣,還添加了0.5-1.5%重量的抗靜電添加劑FC-1。聚合物顆粒與帶紋理的表面一起增強(qiáng)了膜的漫射能力。膜的兩個(gè)面都按該產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行帶紋理處理以降低膜/光導(dǎo)/BEF界面間的光耦合。
      操作條件包括機(jī)筒段溫度450-550_質(zhì)量流量300-400lbs/hr模頭段溫度530-570_模唇寬度68英寸壓延輥設(shè)置1位輥帶紋理(標(biāo)稱(chēng)Ra 40μin)聚硅氧烷,標(biāo)稱(chēng)厚度0.375英寸,70肖氏A硬度。
      2位輥帶紋理(標(biāo)稱(chēng)Ra 105μin)薄鍍鉻鋼輥隙壓力30-200psi(15-150pli)膜厚度0.005英寸下表2略述了生成的膜的性能。
      表2 表2列出了實(shí)施例2中各種膜2A-2F的霧度、透光率值和這些參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差,其中2A-2F的配方在各實(shí)施方案范圍內(nèi)略有差別,表2還按類(lèi)似于表1的方式列出了膜的CIE 1931色座標(biāo)。表2中所有上述膜都表現(xiàn)出了為高散射下端漫射膜所必需的高霧度和高透光率。因此,表2中的這些膜具有如下的光學(xué)性能其霧度足夠高以提供所需的遮蔽性能,同時(shí)其透光率很高而不會(huì)影響光學(xué)性質(zhì)。優(yōu)選透光率高于80%。點(diǎn)缺陷測(cè)試用前一實(shí)施例所描述的相同方法進(jìn)行。
      無(wú)縫壓延輥對(duì)上述實(shí)施例1和實(shí)施例2中的膜的質(zhì)量至關(guān)重要。作為壓延輥的一個(gè)實(shí)例,直徑為20”、有效寬面為59英寸的鋼輥可通過(guò)下列兩種方法中的任一方法制作1)噴砂法(Grit Blasting)和2)電火花毛化法(Electron Discharge Texturing,EDT)。只要所使用的噴砂壓力和合金分別是標(biāo)稱(chēng)的35 psi和58CrMoV4,噴砂法就能制備得到無(wú)縫輥。電火花毛化法(EDT)也可用于制作無(wú)縫輥。優(yōu)選噴砂小于50psi。優(yōu)選噴砂使用60到160粒的氧化鋁。
      具有抗靜電性能的漫射膜對(duì)比實(shí)施例1和實(shí)施例3-6。
      表格2示出了典型配方,所述配方按照上述相同方法在光學(xué)膜擠塑生產(chǎn)線中的單螺桿擠塑機(jī)中配混、造粒并形成5mil厚度的膜。
      表格2.漫射膜樹(shù)脂配方的實(shí)施例

      下表格3示出了具有不同含量抗靜電添加劑FC1的上端漫射膜和下端漫射膜的抗靜電性能的實(shí)施例。
      表格3.漫射膜的抗靜電性能

      表面電阻率依據(jù)ASTM D-257,使用Keithley 6517A靜電計(jì)在23℃和55%相對(duì)濕度條件下測(cè)定。靜態(tài)電荷減少依據(jù)JIS 1094-1980,使用Static Honestmeter(型號(hào)S-5109,Shishido Electrostatic Ltd.)在23℃和55%相對(duì)濕度條件下測(cè)定。
      表格3示出了各個(gè)實(shí)施例的膜的表面電阻率(SR)和靜態(tài)電荷減少(SD)等抗靜電性能。SR和SD越小,在膜表面堆積的靜電就越少,由此膜的粘性越小和吸附的灰塵越少。FC1對(duì)膜的抗靜電性能所產(chǎn)生的有益效果通過(guò)表格3所示的SR和SD急劇降低得到證實(shí)。
      保護(hù)膜在一些實(shí)施方案中,考慮使用保護(hù)膜或掩膜(masking)保護(hù)光漫射膜在運(yùn)輸、縱切、模切或在背光顯示中的最終使用前其他方面的處理過(guò)程中免受損害。所述掩膜包括襯料和壓敏粘合劑??蓪?duì)該襯料和壓層工藝進(jìn)行優(yōu)化以確保該掩膜在運(yùn)輸和轉(zhuǎn)換過(guò)程中保持粘附狀態(tài),而在將其插入背光顯示設(shè)備過(guò)程中裝配工人又可輕易地撕去。
      如圖8所示,在運(yùn)輸和從擠出膜到LCD面板膜的變換過(guò)程中,為保護(hù)膜免受劃傷、灰塵吸附和其他對(duì)膜的損害,可將保護(hù)膜140壓層到漫射膜114上。保護(hù)膜140或掩膜可由聚乙烯或聚丙烯等底膜142和壓敏粘合劑144組成。底模142的機(jī)械性能對(duì)于確保保護(hù)膜140不會(huì)由于釋放壓層過(guò)程所產(chǎn)生的應(yīng)力而導(dǎo)致最終產(chǎn)品發(fā)生卷曲來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,其中所述保護(hù)模可能占最終壓層厚度(保護(hù)膜140和漫射膜114的總厚度)的10-30%。壓敏粘合劑(PSA)必須能夠充分地流入到漫射膜的紋理中,以使得被夾雜在漫射膜紋理凹處的微小氣穴(air pocket)不移動(dòng)和形成微小的氣泡,所形成的氣泡會(huì)導(dǎo)致漫射膜過(guò)早發(fā)生脫層或產(chǎn)生潛在損害。例如,PSA可以是經(jīng)設(shè)計(jì)具有必要?jiǎng)冸x力的壓敏粘合劑。壓層輥隙對(duì)壓層質(zhì)量也很重要。聚硅氧烷或其他耐用橡膠聚合物輥使夾持力分布在更寬的“印跡”上。這種力的分布使得PSA有足夠的時(shí)間流入到漫射膜紋理中并防止出現(xiàn)上述缺陷。
      實(shí)施例7實(shí)施例7是光學(xué)膜組件,所述組件除了采用上述產(chǎn)品中所用的控制擴(kuò)散方法外,還利用保護(hù)掩膜在低應(yīng)力條件下形成。
      使用現(xiàn)有技術(shù)的光學(xué)膜擠塑生產(chǎn)線(擠塑機(jī)、熔融泵、膜模和壓延疊輥機(jī))制作具有保護(hù)膜的上端漫射膜產(chǎn)品。使用鍍鉻鋼壓延輥和硅橡膠后輥,所述壓延輥通過(guò)電火花毛化和氧化鋁噴砂制備。所使用的聚合物樹(shù)脂是含有少量著色劑、熱穩(wěn)定劑和酯類(lèi)脫模劑的聚碳酸酯均聚物。將該聚合物樹(shù)脂配混,通過(guò)30微米的熔體過(guò)濾器去除其中的雜質(zhì)。
      操作條件包括機(jī)筒段溫度450-550_質(zhì)量流量200-250lbs/hr模頭段溫度520-530_模唇寬度68英寸壓延輥設(shè)置1位輥帶紋理(標(biāo)稱(chēng)Ra 40μin)聚硅氧烷,標(biāo)稱(chēng)厚度0.375英寸,標(biāo)稱(chēng)70肖氏A硬度。
      2位輥帶紋理(標(biāo)稱(chēng)Ra 105μin)薄鍍鉻鋼輥隙壓力30-200psi(15-150pli)膜厚度0.005英寸掩膜光學(xué)純聚烯烴掩膜和經(jīng)設(shè)計(jì)具有必要?jiǎng)冸x力的壓敏粘合劑掩膜夾棍直徑8”,厚度1.5”的EPDM,70肖氏A硬度壓層壓力標(biāo)稱(chēng)25psi圖9-12闡明了利用保護(hù)膜形成的漫射膜產(chǎn)品的性能,但其表示了描述范圍內(nèi)所有實(shí)施例中的產(chǎn)品的性能。圖9顯示了152個(gè)樣品的掩膜剝離試驗(yàn)強(qiáng)度的直方圖。剝離試驗(yàn)強(qiáng)度很輕易地就落在了所需要的0.17-1.06oz/inch范圍內(nèi)。圖9還示出了短期(ST)(同一批產(chǎn)品內(nèi))分布和長(zhǎng)期(LT)(多批產(chǎn)品間)分布。
      圖10顯示了302個(gè)樣品的延遲能力的直方圖。在膜的形成過(guò)程中,應(yīng)力將使一些聚合物分子在膜平面中按優(yōu)選方向排列。方向與優(yōu)選方向相同的偏振光和方向與優(yōu)選方向垂直的偏振光相比,在膜上垂直入射時(shí)光速不同。延遲是由于相對(duì)于膜偏振方向不同的光波間的光速不同而產(chǎn)生的滯后距離。所有樣品的延遲能力均在21nm以下。圖10還示出了短期(ST)(同一批產(chǎn)品內(nèi))分布和長(zhǎng)期(LT)(多批產(chǎn)品間)分布。
      圖11顯示了48個(gè)樣品的點(diǎn)缺陷數(shù)目的直方圖,所述點(diǎn)缺陷數(shù)目是每個(gè)樣品的10平方英尺面積上尺寸為0.1-0.15mm的點(diǎn)缺陷的數(shù)目。點(diǎn)缺陷大小是缺陷的特征長(zhǎng)度。所有樣品的點(diǎn)缺陷數(shù)目都等于或小于三個(gè)。圖11還示出了短期(ST)(同一批產(chǎn)品內(nèi))分布和長(zhǎng)期(LT)(多批產(chǎn)品間)分布。
      圖12顯示了28個(gè)樣品的黑點(diǎn)點(diǎn)缺陷數(shù)目的直方圖,所述黑點(diǎn)點(diǎn)缺陷數(shù)目是每個(gè)樣品的40平方英尺面積上尺寸大于0.15mm的黑點(diǎn)點(diǎn)缺陷的數(shù)目。黑點(diǎn)點(diǎn)缺陷由焦糊聚碳酸酯產(chǎn)生。所有樣品的黑點(diǎn)缺陷數(shù)目都等于或小于三個(gè),其中只有少數(shù)樣品是三個(gè)。圖12還示出了短期(ST)(同一批產(chǎn)品內(nèi))分布和長(zhǎng)期(LT)(多批產(chǎn)品間)分布。
      紫外吸收劑在背光顯示器所使用的光源的光譜能量分布一般在光譜的紫外(UV)區(qū)(約400nm以下)有一些峰。例如,大部分冷陰極熒光燈(CCFL)會(huì)在313-365nm汞譜線發(fā)射一些能量和在近UV區(qū)產(chǎn)生弱連續(xù)譜。芳香性的聚碳酸酯對(duì)波長(zhǎng)小于350nm的光線特別敏感。為避免背光顯示器所使用的膜的降解和變色,必須對(duì)聚碳酸酯進(jìn)行保護(hù)以免受到紫外光的破壞。對(duì)于透明膜,這種保護(hù)不能以降低可見(jiàn)光的透射為代價(jià)。
      多種技術(shù)可用于保護(hù)透明制品。這些技術(shù)包括施加由UV穩(wěn)定材料制成的涂層和在本體中添加如紫外吸收劑(UVA)、猝滅劑和抗氧化劑等添加劑。對(duì)薄部件,在本體中添加紫外吸收劑是非常有效的方法。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,漫射光學(xué)膜可含有0.01-1%重量,優(yōu)選0.05-5%重量的UVA組分。為避免UVA在處理操作中通過(guò)膜的大面積表面揮發(fā),優(yōu)選UVA具有低揮發(fā)性,10%失重的溫度優(yōu)選在240℃溫度以上,更優(yōu)選在300℃以上,最優(yōu)選在350℃溫度以上。為減小對(duì)亮度的影響,UVA應(yīng)當(dāng)在光譜的可見(jiàn)光范圍內(nèi)具有最小吸收,優(yōu)選UVA遮斷波長(zhǎng)在400nm以下的光線,更優(yōu)選380nm以下。優(yōu)選UVA選自羥基二苯甲酮、羥基苯基苯并三唑、氰基丙烯酸酯、N,N’-草酰二苯胺、羥基苯基三嗪和苯并_嗪酮。更優(yōu)選UVA選自羥基苯基苯并三唑和苯并_嗪酮,其對(duì)可見(jiàn)光的光吸收很小,同時(shí)還不產(chǎn)生黃色。
      優(yōu)選的苯并三唑類(lèi)紫外吸收劑可以是圖6所示結(jié)構(gòu)的衍生物。
      X、R1和R2取代基的非限定性實(shí)例有X=H,Cl,R1=叔丁基、CH2(二聚體)、仲丁基、枯烯基、叔戊基、C12H25、4,5,6,7-四氫異吲哚-1,3-二酮,和R2=甲基、枯烯基、叔丁基、叔戊基、叔辛基、-CH2-CH2-COOC8H17、-CH2-CH2-COO-(CH2-CH2-O)8-H、-CH2-CH2-OH、-(CH2-CH2-COO-CH2-CH2)2-、雙酚A、(4-辛氧基-3-甲基苯基)(苯基)甲酮、2-甲基丙烯酸乙酯、乙醛、乙烯、聚苯乙烯。
      適合用作UVA組分的商品苯并三唑的實(shí)例包括來(lái)自Cytec的Cyasorb 5411和來(lái)自Ciba的Tinuvin 234或Tinuvin 236。
      優(yōu)選的苯并_嗪酮UVA結(jié)構(gòu)可以是單體、二聚體或三聚體苯并_嗪酮。
      苯并_嗪酮的非限定性實(shí)例包括2,2′-雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-乙撐雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-四亞甲基雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-六亞甲基雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-十亞甲基雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-p-亞苯基二(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-間亞苯基雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-(4,4′-亞聯(lián)苯基)雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-(2,6-或1,5-亞萘基)雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-(2-甲基-對(duì)亞苯基)雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-(2-硝基-對(duì)亞苯基)雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-(2-氯-對(duì)亞苯基)雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)、2,2′-(1,4-亞環(huán)己基)雙(3,1-苯并_嗪-4-酮)。
      適用于本發(fā)明的商品苯并_嗪酮UVA由Cytec Industries以Cyasorb 3638的商品名出售。
      具有UVA性質(zhì)的漫射膜對(duì)比實(shí)施例2和實(shí)施例8-13。
      對(duì)比實(shí)施例2和實(shí)施例8-13中所描述的配方以表格1所示出的典型配方為基礎(chǔ)。對(duì)比實(shí)施例2和實(shí)施例8-13中的配混以及膜擠塑使用實(shí)施例3-6描述的同樣方法。
      表格4 漫射膜的UVA性能

      膜黃色指數(shù);非正常模塑的色偏移;UV暴光后的色偏移樹(shù)脂的色彩穩(wěn)定性通過(guò)非正常模塑的色偏移和UV暴光后的色偏移予以確定。由非正常注塑模(5分鐘停留時(shí)間)的色彩減去正常模塑(30秒停留時(shí)間)的色彩來(lái)確定非正常模塑的色偏移。在這種情況,非正常模塑與正常模塑的區(qū)別在于更長(zhǎng)的循環(huán)時(shí)間(材料在高熱(約600_)擠塑機(jī)筒停留的時(shí)間)。模塑在600_進(jìn)行。UV暴光后的色偏移為UV暴光后的色彩減去UV暴光前的色彩所得的值。依據(jù)ASTMD4674,方法3,使用加速測(cè)試燈在加速模式將膜暴露于UV 200小時(shí)進(jìn)行UV暴露后的色偏移測(cè)試,其中所述加速測(cè)試燈能提供20 Klux的冷白色熒光。對(duì)于非正常模塑的色偏移和UV暴光后的色偏移,x和y是CIE 1931所規(guī)定的色坐標(biāo)。dx和dy值就是在這些色坐標(biāo)上的遷移。色偏移按照反射模式,使用D65光源和10°視角測(cè)定。
      在平板LCD工業(yè),技術(shù)規(guī)范一般要求最初的顯示色彩在目標(biāo)色彩的+/-0.003內(nèi)。傳遞函數(shù)表明該數(shù)值相應(yīng)于下端漫射膜的dx和dy在+/-0.0007范圍。當(dāng)使用CCFL類(lèi)型的燈作光源時(shí),其發(fā)出的少量UV光可以誘導(dǎo)聚合物降解,而這種降解又會(huì)影響膜的顏色。上面的表格4表明非穩(wěn)定配方(不含UVA)老化后的色偏移(表示為UV暴光后的色偏移)比初始色彩的一般技術(shù)規(guī)范規(guī)定的大,所有UV穩(wěn)定配方則表現(xiàn)出非常好的穩(wěn)定性,其遷移明顯小于一般的技術(shù)規(guī)范。
      加速測(cè)試燈(20 Klux冷白色熒光)和CCFL燈(最大亮度是40,000candela/平方英尺)所發(fā)出的UV光的比率為約250∶1。因此,加速試驗(yàn)中的200小時(shí)相當(dāng)于單燈LCD中的約50,000小時(shí),該值是LCD工業(yè)一般為其技術(shù)規(guī)范所確定的燈的最大加電時(shí)間。表格4中的加速老化數(shù)據(jù)表明UV穩(wěn)定膜在基于CCFL的LCD中使用時(shí)色偏移很小。
      表格4還表明所使用的各種紫外吸收劑使漫射膜帶上淡淡的黃色,這一點(diǎn)可從黃色指數(shù)(YI)數(shù)據(jù)欄看到。YI從分光光度數(shù)據(jù)計(jì)算得出,這些數(shù)據(jù)描述了試樣從透明或白色到黃色的顏色變化并依據(jù)ASTM E313的方法確定。實(shí)施例8(其中含有0.12%的苯并_唑酮UVA,Cyasorb 3638)中YI的最小。優(yōu)選添加UVA組分使膜的黃色指數(shù)發(fā)生改變,ΔYI<1,最優(yōu)選ΔYI<0.1。
      除初始黃色淺外,樹(shù)脂的顏色在熱處理過(guò)程中盡可能穩(wěn)定也很重要。由于苯并三唑等一些UV穩(wěn)定劑能與聚合物反應(yīng),它們有時(shí)會(huì)對(duì)聚碳酸酯配方的熱穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響。表格4中,含Cyasorb 3638的配方在模塑中提供了最好的色彩穩(wěn)定性(如非正常模塑后的色偏移值所示)。
      缺陷減少的膜為確保最后的膜沒(méi)有點(diǎn)缺陷,尤其是那些由壓延輥本身的缺陷所導(dǎo)致的缺陷,適合的檢測(cè)技術(shù)以確保膜和膜卷沒(méi)有缺陷很重要。膜檢測(cè)可使用多種技術(shù),但其重要組成部分包括能確保檢測(cè)區(qū)域的徹底空間覆蓋(這樣就沒(méi)有疏忽任何區(qū)域)、包括多個(gè)檢測(cè)角和充足的時(shí)間的方法和設(shè)備,以便監(jiān)測(cè)器能夠讀取相對(duì)于膜底紋是潛在點(diǎn)缺陷。
      膜的點(diǎn)缺陷的一個(gè)特定來(lái)源來(lái)自于制備膜的原料中的降解聚合物。其在最后的膜中以不透明或半透明斑點(diǎn)(下文稱(chēng)為黑點(diǎn))的形式表現(xiàn)出來(lái)。這些種類(lèi)的缺陷很容易為人眼所發(fā)現(xiàn),并且漫射膜中大于100微米的任意缺陷都能使其作廢。如上所述,使用在造粒前通過(guò)熔體過(guò)濾器制備的樹(shù)脂可以減少這些缺陷的數(shù)目。
      上端漫射膜和下端漫射膜都容易因?yàn)樵现写嬖诘慕到饩酆衔锒a(chǎn)生黑點(diǎn)。這些黑點(diǎn)是不希望有的。以下描述了一種制備減少缺陷數(shù)目的漫射膜的方法,該方法通過(guò)過(guò)濾用作膜原料的樹(shù)脂原料減少缺陷的數(shù)目。
      使用光學(xué)膜擠塑生產(chǎn)線(擠塑機(jī)、熔融泵、膜模和壓延疊輥機(jī))制作下端漫射膜。所使用的樹(shù)脂有兩種EXRL0091-WH5A201X級(jí)的聚合物樹(shù)脂A(來(lái)源于GE Plastics)。對(duì)聚合物樹(shù)脂A,在造粒前將樹(shù)脂組分通過(guò)由多孔盤(pán)制成的70微米熔體過(guò)濾器。樹(shù)脂B的組成和樹(shù)脂A相同,其區(qū)別僅在于在造粒前用300目網(wǎng)式過(guò)濾器。
      制作膜的操作條件包括機(jī)筒段溫度450-550_質(zhì)量流量200-400lbs/hr模頭段溫度520-570_模唇寬度54英寸壓延輥設(shè)置1位輥帶紋理(標(biāo)稱(chēng)Ra 40μin)聚硅氧烷,標(biāo)稱(chēng)0.375英寸厚度,70肖氏A硬度。
      2位輥帶紋理(標(biāo)稱(chēng)Ra 105μin)薄鍍鉻鋼輥隙壓力30-200psi(15-150pli)膜厚度0.005英寸按照上述方法,使用樹(shù)脂A和樹(shù)脂B制備膜。在兩種情況中,在引入樹(shù)脂后及取樣測(cè)試前,擠塑生產(chǎn)線都運(yùn)行5小時(shí),以確保性能已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
      為評(píng)估這些膜,從寬為43.3英尺的連續(xù)膜中剪切得到32個(gè)由樹(shù)脂A制成的膜樣品和32個(gè)由樹(shù)脂B制成的膜樣品,所述各個(gè)樣品均適于在17”對(duì)角線的背光模塊中使用。然后在暗度為10000的凈化室環(huán)境中用熒光燈對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行檢查。任何在檢查過(guò)程中觀測(cè)到的黑點(diǎn)都用眼睛村鏡(eye loupe)(一種手持式放大裝置,其末端裝有長(zhǎng)度測(cè)量刻度,50微米一格)測(cè)出大小。所報(bào)道的大小取斑點(diǎn)最長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度和最長(zhǎng)方向的垂直方向的長(zhǎng)度的算術(shù)平均值。任何具有一個(gè)或多個(gè)等于或大于150微米的黑點(diǎn)的膜都會(huì)作廢。所得結(jié)果如下所示表格5樹(shù)脂過(guò)濾

      在上面的表格5中,合格率通過(guò)下式計(jì)算得出合格率(%)=(1-作廢膜數(shù)目/32)×100??梢?jiàn),用樹(shù)脂A制成的樣品的合格率比樹(shù)脂B制成的樣品高,對(duì)于樹(shù)脂A,其合格率高于90%。
      降低膜的波紋(waving)雖然具有紋理或本體添加劑的聚碳酸酯膜在環(huán)境穩(wěn)定性測(cè)試中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,但它們可能容易產(chǎn)生被稱(chēng)為“短期波紋(short-termwaving)”的現(xiàn)象。當(dāng)漫射膜作為使用熒光燈光源的顯示系統(tǒng)中的一部分時(shí),該現(xiàn)象通過(guò)在漫射膜最靠近熒光燈部分的一個(gè)或多個(gè)波紋的形式表現(xiàn)出來(lái)。短期波紋的產(chǎn)生是由于漫射膜最靠近燈的部分相對(duì)于其他離燈較遠(yuǎn)部分的熱膨脹更大。不均勻膨脹導(dǎo)致靠近燈的溫度較高的那部分膜彎曲。當(dāng)漫射膜作為L(zhǎng)CD顯示系統(tǒng)的一部分時(shí),有時(shí)可以通過(guò)面板看見(jiàn)這些波紋,從視覺(jué)角度來(lái)說(shuō)這些波紋是不允許的。一旦將膜從背光模塊中移開(kāi)或把燈關(guān)閉并等待系統(tǒng)冷卻而使得膜冷卻到室溫,膜就會(huì)恢復(fù)其原有形狀,因此該現(xiàn)象并不會(huì)導(dǎo)致膜的永久變形。當(dāng)將漫射膜放置在堆棧的上端時(shí)會(huì)使所述波紋更加容易可見(jiàn),這時(shí)上端漫射膜的短期波紋尤其引人注目。如下文所述,該現(xiàn)象可以通過(guò)使用更厚的膜來(lái)最大程度地減小。這樣就得到了可對(duì)抗波紋的更硬的膜。
      短期波紋是不允許存在的,尤其是在上端漫射膜中。下面的實(shí)施例闡明了在本申請(qǐng)中如何利用較厚的膜顯著改善膜的短期波紋性能。
      使用光學(xué)膜擠塑生產(chǎn)線(擠塑機(jī)、熔融泵、膜模和壓延疊輥機(jī))制作上端漫射膜。使用EXRL0080-1111級(jí)的聚碳酸酯樹(shù)脂(來(lái)源于GEPlastics)。
      制作膜的操作條件包括機(jī)筒段溫度450-550_質(zhì)量流量150-300lbs/hr模頭段溫度500-570_模唇寬度54英寸壓延輥設(shè)置1位輥帶紋理(標(biāo)稱(chēng)Ra 40μin)聚硅氧烷,標(biāo)稱(chēng)0.375英寸厚度,70肖氏A硬度。
      2位輥帶紋理(標(biāo)稱(chēng)Ra 105μin)薄鍍鉻鋼輥隙壓力30-200psi(15-150pli)制備厚度分別為0.005英寸和0.008英寸的膜。
      從制備所得的兩種厚度的膜中分別剪切得到10個(gè)樣品,所述樣品中都適于在17”對(duì)角線的背光顯示系統(tǒng)中使用。這些樣品適于在17”背光顯示系統(tǒng)中用作上端漫射膜,并在安裝了顯示面板和打開(kāi)熒光燈的情況下對(duì)這些樣品的短期波紋行為進(jìn)行檢查。計(jì)算透過(guò)面板能夠看見(jiàn)的波紋的數(shù)目并歸入下列四個(gè)類(lèi)別中的一個(gè),所述四個(gè)類(lèi)別按照波紋的嚴(yán)重程度順序排列。
      OK任何視角均沒(méi)有波紋。
      Limit OK當(dāng)從放置模塊的水平面測(cè)試時(shí),并沒(méi)有因?yàn)椴y而產(chǎn)生明顯的黑影,同時(shí)在45-90度視角內(nèi)看得見(jiàn)的波紋少于三道。
      Limit NG在45-90度視角內(nèi),不符合上述任何標(biāo)準(zhǔn)。
      NG45度可看見(jiàn)波紋。
      所得結(jié)果如下所示表格6 厚度效果

      從結(jié)果可以看出,0.008”厚度膜相對(duì)于0.005”厚度膜表現(xiàn)出優(yōu)異的波紋性能。
      耐磨性紋理表面的沒(méi)有涂層的漫射膜在處理過(guò)程中具有優(yōu)異的耐磨性。這一點(diǎn)可以通過(guò)Taber磨損測(cè)試予以定量。
      Taber測(cè)試按照下列方法進(jìn)行。使用上文關(guān)于降低膜的波紋所描述的方法制備標(biāo)稱(chēng)厚度0.008”的上端漫射膜。從該膜剪切得到三個(gè)直徑為3英寸,中心孔直徑為0.25”英寸的圓盤(pán)。將所得樣品編號(hào)為GET#1、GET#2和GET#3。作為對(duì)照樣品,從D117上端漫射膜剪切得到類(lèi)似的樣品,所述D117膜通過(guò)在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯底模上涂覆光漫射層制備。將所得樣品編號(hào)為D117#1、D117#2和D117#3。每個(gè)樣品使用5130磨蝕機(jī)進(jìn)行100圈Taber測(cè)試。在該測(cè)試中,將樣品放置在圓形轉(zhuǎn)盤(pán)上,其上表面與兩個(gè)Calibrase CS-10F磨蝕輪接觸(這兩個(gè)磨蝕輪形成標(biāo)準(zhǔn)磨蝕表面)。圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)預(yù)先設(shè)置好的圈數(shù),使得樣品摩擦磨蝕輪而導(dǎo)致樣品表面被磨蝕。下列表格報(bào)道了樣品的重量損失。
      表格7 Taber測(cè)試

      膜GET#1、GET#2和GET#3的重量損失比對(duì)比樣品的小,因此,它們比D117#1、D117#2和D117#3樣品具有提高的耐磨性。GET#1、GET#2和GET#3樣品每平方厘米表面面積的重量損失都小于約4.0×10-5g。
      減少暴筋(gauge banding)膜的另一個(gè)外觀缺陷和膜的卷繞過(guò)程有關(guān)。在膜的制備過(guò)程中,沿膜的寬度方向會(huì)產(chǎn)生厚度的微小偏差,其中一些點(diǎn)比其他點(diǎn)厚。在卷繞膜的過(guò)程中,較厚的點(diǎn)彼此堆積,導(dǎo)致所得卷筒表面凹凸不平。該現(xiàn)象就是通常所說(shuō)的“暴筋”。當(dāng)膜卷繞的張力太高時(shí),這種效應(yīng)尤其明顯,在這種情況下,膜會(huì)在厚點(diǎn)周?chē)l(fā)生永久變形。該變形表現(xiàn)為拉伸痕跡(stretch marks)并使得該部分膜不能使用。如下文所述,該現(xiàn)象可以通過(guò)在低張力卷繞膜和在卷繞前振蕩膜予以避免,從而使得較厚點(diǎn)分散同時(shí)還不彼此堆疊。
      暴筋產(chǎn)生的拉伸痕跡能導(dǎo)致所得的膜在外觀上不為人所接受。下列實(shí)施例表明了如何通過(guò)低張力卷繞或在壓延過(guò)程中振蕩卷筒避免該效應(yīng)。
      使用光學(xué)膜擠塑生產(chǎn)線(擠塑機(jī)、熔融泵、膜模和壓延疊輥機(jī))制作漫射膜。使用ML9736-1111級(jí)的聚碳酸酯樹(shù)脂(來(lái)源于GEPlastics)。
      制作膜的操作條件包括機(jī)筒段溫度450-550_質(zhì)量流量150-300lbs/hr模頭段溫度500-570_模唇寬度54英寸壓延輥設(shè)置1位輥帶紋理(標(biāo)稱(chēng)Ra 40μin)聚硅氧烷,標(biāo)稱(chēng)厚度0.375英寸,70肖氏A硬度2位輥帶紋理(標(biāo)稱(chēng)Ra 105μin)薄鍍鉻鋼輥隙壓力30-200psi(15-150pli)制備厚度為0.005英寸和寬度為43.3”的膜。
      在不同的卷繞張力、卷筒振蕩速度和振蕩振幅制備長(zhǎng)度為1000英尺的膜卷。對(duì)最終的膜卷目測(cè)暴筋,假如沒(méi)有可看見(jiàn)的暴筋,則確認(rèn)為“PASS”,假如有看得見(jiàn)的暴筋,就確認(rèn)為“FALL”。所得結(jié)果如下所示,卷筒振蕩器的振幅是峰的峰值。
      表格8

      膜平坦度、卷邊和松卷測(cè)試漫射膜一般需要滿(mǎn)足嚴(yán)格的平坦度、卷邊和松卷技術(shù)要求以使其在背光模塊等應(yīng)用中具有一致的光學(xué)和機(jī)械性能。偏離平面方向的膜對(duì)亮度的均勻性具有顯著影響,導(dǎo)致外觀性能問(wèn)題。下面就這些重要的平坦度測(cè)試的檢測(cè)方法進(jìn)行了描述平坦度從卷筒上取全卷筒寬度的膜樣品并剪切至樣品大小,例如長(zhǎng)2英尺。將樣品放置在光滑平面上。用標(biāo)有精密刻度(例如1/100”刻度)的尺子測(cè)量膜所放置的光滑平面和膜低邊(卷筒剪切方向)間的最大可視距離。將膜翻轉(zhuǎn)至反面重復(fù)測(cè)量。優(yōu)選膜平坦度參數(shù)小于0.25英寸,更優(yōu)選小于0.1英寸,最優(yōu)選小于0.01英寸。
      卷邊從卷筒上取全卷筒寬度的膜樣品并剪切至樣品大小,例如長(zhǎng)2英尺。將樣品放置在光滑平面上。周標(biāo)有精密刻度(例如1/100”刻度)的尺子測(cè)量膜所放置的光滑平面和膜低邊(沿卷筒/橫向)間的最大可視距離。所觀測(cè)到的卷邊現(xiàn)象一般表現(xiàn)為沿膜邊沿的波狀起伏。將膜翻轉(zhuǎn)至反面重復(fù)測(cè)量。優(yōu)選膜卷邊參數(shù)小于0.1英寸,更優(yōu)選小于0.08英寸,最優(yōu)選小于0.06英寸。
      松卷從卷筒上取全卷筒寬度的膜樣品并剪切至樣品大小,例如長(zhǎng)2英尺。將樣品放置在光滑平面上并盡可能地將夾帶的氣潭消除。將經(jīng)機(jī)器加工的在夾具末端和中心具有已知間距的條形夾具放置在膜表面。用不同高度的夾具重復(fù)該過(guò)程直到膜接觸到夾具中心,并將夾具的高度記錄下來(lái)。對(duì)膜表面的許多部分進(jìn)行測(cè)試。將膜翻轉(zhuǎn)至反面重復(fù)測(cè)量。優(yōu)選膜松卷參數(shù)小于0.1英寸,更優(yōu)選小于0.05英寸,最優(yōu)選小于0.03英寸。
      在一般結(jié)構(gòu)中,顯示器(例如圖3所示)在光導(dǎo)上面堆疊有下端漫射膜。假如光導(dǎo)的頂部和下端漫射膜的底部都具有光滑表面,兩個(gè)表面間的密切接觸會(huì)引起光學(xué)耦合進(jìn)而產(chǎn)生Morie圖紋和不可接受的外觀性能。為避免產(chǎn)生該效應(yīng),下端漫射膜的底面可能具有表面紋理,所述紋理使得在光滑的光導(dǎo)面和下端漫射膜之間產(chǎn)生了不平整的空氣間隙從而消除了光學(xué)耦合。優(yōu)選膜表面的表面粗糙度(Ra)大于0.5微米,更優(yōu)選大于0.6微米,最優(yōu)選大于0.7微米。Ra是膜平均粗糙度的度量??蓪⒈砻娓叨群推骄叨鹊慕^對(duì)差值積分,并除以一維表面輪廓的測(cè)定長(zhǎng)度或二維表面輪廓的測(cè)定面積來(lái)確定Ra。
      雖然已通過(guò)引用本發(fā)明的個(gè)別實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在發(fā)明范圍內(nèi)可進(jìn)行各種改變和采用等同手段作代替。另外,為適應(yīng)某一特定環(huán)境或材料,可在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明的方法作出多種修改。因此,本發(fā)明并不局限于作為實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式公開(kāi)的特定實(shí)施方案,相反本發(fā)明包括落入權(quán)利要求書(shū)保護(hù)范圍的所有實(shí)施方案。
      權(quán)利要求
      1.一種用于背光顯示的光漫射膜,所述光漫射膜包括基本由聚碳酸酯和均勻分散的抗靜電材料組成的單層膜,其中所述抗靜電材料的量足以使得所述膜具有抗靜電性。
      2.一種光學(xué)膜組件,所述組件包括權(quán)利要求1的光漫射膜,底膜;和用于粘合所述底膜和光漫射膜的壓敏粘合劑。
      3.權(quán)利要求1的光漫射膜,其中所述膜在Taber測(cè)試中的重量損失是0.0020g/100轉(zhuǎn)或更小。
      4.一種背光顯示裝置,所述背光顯示裝置包括產(chǎn)生光的光源;沿其方向?qū)Ч獾墓鈱?dǎo);基本由聚碳酸酯和均勻分散的抗靜電材料組成的單層膜,其中所述抗靜電材料的量足以使所述膜具有抗靜電性。
      5.一種用于背光顯示的光漫射膜,所述光漫射膜包括基本由聚碳酸酯和均勻分散的包括氟化磺酸_的抗靜電材料組成的單層膜,其中所述抗靜電材料的量足以使所述膜具有抗靜電性,所述膜的表面電阻率低于約1015歐姆/平方。
      6.一種用于背光顯示的光漫射膜,所述光漫射膜包括基本由聚碳酸酯和均勻分散的抗靜電材料組成的單層膜,其中所述抗靜電材料的量足以使所述膜具有抗靜電性,所述單層膜基本透明。
      7.一種制備含聚碳酸酯的光漫射膜的方法,所述方法包括將包含聚碳酸酯的聚合物樹(shù)脂通過(guò)70微米或更小的多孔盤(pán)熔體過(guò)濾器以獲得經(jīng)過(guò)濾的樹(shù)脂;由所述經(jīng)過(guò)濾的樹(shù)脂形成粒料;將所述粒料熔融并擠出形成擠出熔融物;和將所述擠出熔融物通過(guò)兩個(gè)壓延輥間的間隙形成光漫射膜。
      8.一種制備含聚碳酸酯的光漫射膜的方法,所述方法包括將含有聚碳酸酯的聚合物樹(shù)脂熔融并擠出形成擠出熔融物;和將所述擠出熔融物通過(guò)兩個(gè)壓延輥間的間隙形成厚度至少為約0.008英寸的光漫射膜,其中從任一角度觀察光漫射膜時(shí),未發(fā)現(xiàn)任何可見(jiàn)的波紋。
      9.一種制備含聚碳酸酯的光漫射膜的方法,所述方法包括將含有聚碳酸酯的聚合物樹(shù)脂熔融并擠出形成擠出熔融物;和將所述擠出熔融物通過(guò)兩個(gè)壓延輥間的間隙形成光漫射膜卷材,卷材振蕩速度和卷材卷繞張力足以使得所述光漫射膜沒(méi)有可見(jiàn)的暴筋現(xiàn)象。
      10.一種光漫射膜,所述光漫射膜包括聚碳酸酯材料;和有效量的紫外吸收劑(UVA)組分以降低光漫射膜暴露于紫外(UV)光時(shí)的變色,其中依據(jù)ASTM D4674中的方法3加速老化200小時(shí)后,膜的色偏移為dx<0.0005和dy<0.0005,其中按照CIE 1931,dx是x色坐標(biāo)上的偏移,dy是y色坐標(biāo)上的偏移,其中色偏移以反射模式,使用D65光源和10°觀察角測(cè)定。
      11.一種光漫射膜,所述光漫射膜包括聚碳酸酯材料;和有效量的紫外吸收劑(UVA)組分以降低光漫射膜暴露于紫外(UV)光時(shí)的變色,其中用于單燈LCD中工作50,000小時(shí)后光漫射膜的色偏移為dx<0.0005和dy<0.0005,其中按照CIE 1931,dx是x色坐標(biāo)上的偏移,dy是y色坐標(biāo)上的偏移。
      12.一種用于背光顯示的光漫射膜,所述光漫射膜包括基本由聚碳酸酯和均勻分散的包括氟化磺酸_的抗靜電材料組成的單層膜,其中所述抗靜電材料的量足以使得光漫射膜具有抗靜電性,所述膜還包含至少一個(gè)帶紋理的表面以對(duì)光進(jìn)行低散射,或所述膜還包含均勻分散的丙烯酸類(lèi)本體散射添加劑顆粒以對(duì)先進(jìn)行高散射,其中所述添加劑顆粒的平均顆粒大小從約3微米到約10微米,所占的重量百分比從約2%到約7%。
      全文摘要
      描述了用于背光顯示的光漫射膜。光漫射膜(114)包括基本由聚碳酸酯和均勻分散的抗靜電材料組成的單層膜,其中所述抗靜電材料的量足以使得所述膜具有抗靜電性。所述抗靜電材料可包含氟化磺酸鏻。所述膜還可包含至少一個(gè)帶紋理的表面以進(jìn)行光的低散射。或者,所述膜還可包含均勻分散的丙烯酸類(lèi)本體散射添加劑顆粒,其平均粒徑為約3至約10微米,存在量為約2至約7%重量,以進(jìn)行光的高散射。
      文檔編號(hào)G02F1/13357GK1922509SQ200480042117
      公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2004年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日
      發(fā)明者G·海, K·P·卡帕爾多, G·科喬卡里烏, K·A·庫(kù)馬, T·L·赫克斯, T·M·勒爾, J·F·格拉夫, N·D·霍夫曼, S·勒斯利, A·戈薩爾, P·肖特蘭德 申請(qǐng)人:通用電氣公司
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