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包含非织造片材的漫反射层合物.pdf

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  • 文档编号:4352913
  • 上传时间:2018-09-19
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201310123503.3

    申请日:

    2013.04.10

    公开号:

    CN104101922A

    公开日:

    2014.10.15

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G02B 5/02申请公布日:20141015|||实质审查的生效IPC(主分类):G02B 5/02申请日:20130410|||公开

    IPC分类号:

    G02B5/02

    主分类号:

    G02B5/02

    申请人:

    杜邦公司

    发明人:

    戴炜枫; 王怡臻; S·麦克马斯特

    地址:

    美国特拉华

    优先权:

    专利代理机构:

    永新专利商标代理有限公司 72002

    代理人:

    苗征;于辉

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    内容摘要

    本发明涉及漫反射层合物,其包含(a)聚乙烯膜,(b)非织造高密度聚乙烯片材,和(c)聚对苯二甲酸乙二酯膜,其中所述聚乙烯膜(a)是面向显示面板。这些漫反射层合物可应用于光学显示器中的光处理部件,例如笔记本电脑和电视的液晶显示器中的背光装置(BLU)。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  漫反射层合物,其包含:
    (a)聚乙烯膜,其含有1–30重量%的填料颗粒(A),并且其厚度为10–100μm;
    (b)非织造高密度聚乙烯片材,其厚度为100–400μm,并且其基重为30–210g/m2;和
    (c)聚对苯二甲酸乙二酯膜,其包含1-30重量%的填料颗粒(B),并且其厚度为25-150μm;
    其中
    所述漫反射层合物具有(a)/(b)/(c)结构;
    所述漫反射层合物的聚乙烯膜(a)是面向显示面板,其表面压印有深度为1μm–10μm的图案,并且所述图案是随机的或有序的;
    所述填料颗粒(A)和(B)独立地选自二氧化钛、硫酸钡、聚甲基丙烯酸甲酯及其混合物;并且
    所述漫反射层合物具有按照ASTM E1349-06测定的在550nm至少为95%的反射率,并且具有按照ASTM D523测定的小于10%的光泽度。

    2.  权利要求1的漫反射层合物,其中所述聚乙烯膜(a)是由低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的共混物制得,并且所述共混物具有低密度聚乙烯:高密度聚乙烯的重量比范围为4:1到1:1。

    3.  权利要求1的漫反射层合物,其中所述聚乙烯膜(a)在60℃下,经24小时,具有不大于1%的收缩率。

    4.  权利要求1的漫反射层合物,其中所述聚乙烯膜(a)和所述非织造高密度聚乙烯片材(b)通过第一粘合剂粘合,并且所述非织造高密度聚乙烯片材(b)和所述聚对苯二甲酸乙二酯膜(c)通过第二粘合剂粘合。

    5.  权利要求4的漫反射层合物,其中所述第一粘合剂和第二粘合剂独立地选自聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚环氧化物及其混合物。

    6.  权利要求5的漫反射层合物,其中所述第一粘合剂和第二粘合剂独立地包含0%-30%的选自二氧化钛、硫酸钡、聚甲基丙烯酸甲酯及其混合物的填料颗粒(C),并且所述填料颗粒(C)与所述填料颗粒(A)或(B)相同或不同。

    7.  权利要求1的漫反射层合物,其中所述聚对苯二甲酸乙二酯膜(c)是金属化聚对苯二甲酸乙二酯膜,并且所述聚对苯二甲酸乙二酯膜(c)的金属化表面和所述非织造高密度聚乙烯片材(b)相粘合。

    8.  权利要求1的漫反射层合物,其中所述聚对苯二甲酸乙二酯膜(c)通过真空蒸镀法用铝或银进行金属化。

    9.  漫反射片,其包含权利要求1至8中任一项所述的漫反射层合物。

    10.  光学显示器,其包含:
    (i)界定光腔的结构;
    (ii)位于所述光腔内的光源;
    (iii)来自所述光源的光所透过的显示面板;和
    (iv)权利要求9的漫反射片;
    其中所述漫反射片位于所述光腔内,以将来自光源的光从所述漫反射片的表面朝向所述显示面板反射。

    11.  改进需要光漫反射性的装置的反射率的方法,其包括:
    提供包含权利要求1至8中任一项所述的漫反射层合物的漫反射片;和
    将所述漫反射片置于所述装置内,以使光能从所述漫反射片的表面被反射出去。

    说明书

    说明书包含非织造片材的漫反射层合物
    技术领域
    本发明涉及包含非织造高密度聚乙烯(HDPE)片材的漫反射层合物。所述漫反射层合物可均匀地反射光,可用于例如笔记本电脑和电视的液晶显示器中的背光装置(BLU)之类的光学显示器中。
    背景技术
    亮度(图像强度)是用于电子设备的直视显示器(例如仪器面板、便携式电脑屏幕、液晶显示器(LCD))的关键性能。
    为了改进显示器的亮度,一种方法是增加光源的数量或功率。但是,该方法受限于更高的电能消耗和重量增加的问题。另一种方法是利用反射片使图像的均匀性和亮度最大化。反射片被置于光学显示器的光腔内用以把来自光源的光反射向显示面板。背光装置中所用的反射片不仅对亮度也对该背光装置的均匀性、稳定性和中性色具有显着效果。根据光源相对于显示面板的位置,存在如图1中所示的侧照式背光装置,或者如图2中所示的直照式背光装置。
    反射率在电池供能的设备中特别关键,其中反射率的改进直接关系到所需光源的减少,并由此降低电能需求。美国专利申请公开号2007/0048499公开了根据实际测试,当BLU模块的反射率增加3%-5%时,该模块的亮度增加8%-10%。
    有多种可商购的基于塑料的白色反射片。例如,填充二氧化钛(TiO2)或硫酸钡并被双轴向拉伸以形成微孔来增强其光反射的PET膜是已知的反射片材料。例如可从Toray Plastics Inc.(美国),(North Kingstown,R.I.)获得的膜E6SR。另一种已知的反射片材料是具有反射性微孔的发泡聚合物片材,例如可从Furukawa Electric Co.Ltd.(日本东京)获得的反射性微孔发泡聚酯片材MC-PET。另一种已知的反射片材料是通过膨胀聚四氟乙烯(PTFE)制得能反射光的含空穴的缠结原纤的高反射膜,例如可从W.L.Gore &Associates,Inc.(Newark,DE.)获得的高反射膜。
    近来,倍受关注的是使用非织造织物(又称无纺布)作为背光反射片,因为它本身的高反射性和成本效率。当用于LCD背光装置或照明器材时,它提供高遮光效应、高反射率(>90%)和高亮度补偿。
    美国专利申请公开号2010/0238665公开了漫射光反射片,其包含反光性非织造片材和由聚烯烃、聚酯、聚丙烯酸酯及其共混物组成的聚合物层。这些漫射光反射片可应用于由卷钢或铝制成的照明器材,例如,办公室日光灯或普通灯具。该漫射光反射片具有优异的反射率(在550nm,反射率为约94%-约97%)和小于10%的光泽度。但是,它们的刚性和热稳定性不够理想,这限制了它们的进一步应用,例如,在LCD背光装置中的应用。
    最近,韩国专利申请公开说明书2011012580A公开了一种具有不规则的凹凸上表面的反射片。该反射片包括金属化的聚酯膜、非织造织物片和收缩膜(例如,LDPE膜)。由于收缩膜的收缩率比金属化的聚酯膜的收缩率高,经加热而形成金属化聚酯膜的不规则的凹凸表面。该反射片可以用于广告板和灯箱,但不适合用于LCD背光单元。
    人们需要具有高反射率(>95%)、良好的热稳定性及足够的刚性的改良漫反射片用于可见光处理应用中,以生产价格更合理且能量效率更高的光学显示器。
    发明内容
    本发明提供漫反射层合物,其包含:
    (a)聚乙烯(PE)膜,其含有1–30重量%的填料颗粒(A),并且其厚度为约10–100μm;
    (b)非织造高密度聚乙烯(HDPE)片材,其厚度为约100–400μm,并且其基重为约30–210g/m2;和
    (c)聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜,其含有1–30重量%的填料颗粒(B),并且其厚度为约25–150μm;
    其中
    所述漫反射层合物具有(a)/(b)/(c)结构;
    所述漫反射层合物的PE膜(a)是面向显示面板,其表面压印有深度为1μm–10μm的图案,并且所述图案是随机的或有序的;
    所述填料颗粒(A)和(B)独立地选自二氧化钛(TiO2)、硫酸钡(BaSO4)、聚 甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及其混合物;并且
    所述漫反射层合物具有按照ASTM E1349-06测定的在550nm至少为约95%的反射率,并且具有按照ASTM D523测定的小于10%的光泽度。
    在一个实施方案中,在本发明的漫反射层合物中,所述PE膜(a)是由低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)的共混物制得,并且所述共混物具有LDPE:HDPE的重量比范围为4:1到1:1。
    在另一个实施方案中,在本发明的漫反射层合物中,所述PE膜(a)在60℃下,经24小时,具有不大于1%的收缩率。
    在又一个实施方案中,在本发明的漫反射层合物中,所述PE膜(a)和所述非织造HDPE片材(b)通过第一粘合剂粘合,并且所述非织造HDPE片材(b)和所述PET膜(c)通过第二粘合剂粘合。
    在又一个实施方案中,在本发明的漫反射层合物中,所述第一粘合剂和第二粘合剂独立地选自聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚环氧化物及其混合物。
    在一个实施方案中,在本发明的漫反射层合物中,所述第一粘合剂和第二粘合剂独立地包含0%–30%的选自TiO2、BaSO4、PMMA及其混合物的填料颗粒(C),并且所述填料颗粒(C)与所述填料颗粒(A)或(B)相同或不同。
    在另一个实施方案中,在本发明的漫反射层合物中,所述PET膜(c)是金属化PET膜,并且所述金属化PET膜的金属表面和所述非织造HDPE片材(b)相粘合。
    在又一个实施方案中,在本发明的漫反射层合物中,所述PET膜(c)通过真空蒸镀法用铝或银进行金属化。
    本发明还提供包含本发明的漫反射层合物的漫反射片。
    本发明还提供光学显示器,其包含:
    (i)界定光腔的结构;
    (ii)位于所述光腔内的光源;
    (iii)来自所述光源的光所透过的显示面板;和
    (iv)包含本发明的漫反射层合物的漫反射片,;
    其中所述漫反射片位于所述光腔内,以将来自光源的光从所述漫反射片的表面朝向所述显示面板反射。
    本发明还提供用于改进需要光漫反射性的装置的反射率的方法,其包 括:
    提供包含本发明的漫反射层合物的漫反射片;和
    将所述漫反射片置于所述装置内,以使光从所述漫反射片的表面被反射出去。
    参照以下说明、实施例和随附权利要求书,本发明的各种其他特征、方面和优点将变得更明显。
    附图说明
    图1是本发明的光学显示器的一个实施方案之横截面示意图,其具有侧照式背光装置。
    图2是本发明的光学显示器的另一个实施方案的横截面示意图,其具有直照式背光装置。
    图3是适用于制备本发明的漫反射层合物的方法之示意图。
    具体实施方式
    除非另外指明,本文提及的所有出版物、专利申请、专利及其他参考文献都以引用的方式全文结合入本文中,相当于全文呈现于本文。
    除非另外定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常理解的同样含义。在抵触的情况下,以本说明书的定义为准。
    除非另外说明,所有的百分比、份数、比值等均是按重量计。
    本文使用的术语“由…制成”与“包含”同义。本文使用的术语“包含”、“包括”、“含有”、“具有”“有”或其任何其他变体,意在涵盖非排他性包括。例如,包含一系列要素的组合物、工艺、方法、制品或装置不必要仅限于那些要素,但可以包含未明确列举的其他要素,或者这些组合物、工艺、方法、制品或装置所固有的其他要素。
    连接词“由…组成”不包含任何未指明的要素、步骤或成分。若在权利要求中,此类术语意指所述权利要求不包含除了所列举的那些之外的材料,但是包含通常与其相关的杂质。当术语“由…组成”出现在权利要求主体的从句中,而不是紧随前序部分,则它仅限制该从句中列举的要素; 其他要素作为整体则不被排除在所述权利要求之外。
    连接词“基本上由…组成”用来界定组合物、方法或装置,其除了包含字面上所述的那些之外,还包含其他材料、步骤、特征、组分或要素,条件是这些其他材料、步骤、特征、组分或要素对请求保护的发明的基本的和新颖的特征不产生实质性的影响。术语“基本上由…组成”所涵盖的范围介于“包含”和“由…组成”之间。
    连接词“基本上不包含/括”或“基本上不含有”某种/些组分是指,本发明的组合物,相对于所述组合物的总重量,应包含低于1重量%,优选地低于0.1重量%的所述组分。
    术语“包含/括”意图包括由术语“基本上由……组成”和“由……组成”所涵盖的实施方案。相似地,术语“基本上由……组成”意图包括术语“由……组成”所涵盖的实施方案。
    当含量、浓度或其他数值或参数以范围、优选范围或者一系列较大优选值和较小优选值的形式给出时,这应理解为,具体地公开了由任何一对数值(由任何上限或较大优选值与任何下限或较小优选值组成)形成的所有值域,无论范围是否单独公开。例如,当陈述值域“1至5”时,所述范围应理解为包括范围“1至4”、“1至3”、“1-2”、“1-2&4-5”、“1-3&5”等。除非另外说明,本文中陈述数值范围之处,所述范围意在包括其端点值,以及该范围内的所有整数和分数。
    当术语“约”用于描述数值或范围的端点值时,该公开应理解为包括所指的具体值或所涉及的端点值。
    此外,除非明确地相反陈述,“或者(或)”是指包含性的“或者(或)”,而非排除性的“或者(或)”。例如,以下任一项满足条件A“或”B:A是真(或存在)并且B是假(或不存在),A是假(或不存在)并且B是真(或存在),以及A和B均为真(或存在)。
    此外,本发明的要素或成分之前的“一”和“一个”意指就所述要素或成分的实例(即存在)数量而言是非限制性的。因此“一”或“一个”应理解为包括一个或至少一个,并且所述要素或成分的单数形式还包括其复数,除非其数量明显地应为单数。
    本文使用的术语“光”是指光谱中波长400nm-780nm的可见光部分的电磁辐射。除非另外指明,本文中光的“明视反射光量”是指在400nm -780nm的可见光波长范围中观察人所观察到的总反射光量(如,漫射和镜面反射光)。使用光源D65和“Billmeyer和Saltzman Principles of Color Technology”,第3版中所述的CIE standard photopic observer,由总反射光谱数据计算其明视反射率。术语“明视反射率”和“反射率”在本文中可以交互使用。
    在发明内容部分中描述的本发明的实施方案包括本文所述的任何其他实施方案,所有实施方案可以以任何方式进行组合,并且实施方案中的变量描述不仅适用于本发明的漫反射层合物,而且适用于包含本发明的漫反射层合物的漫反射片和光学显示器。
    以下详述本发明。
    (a)PE膜
    对于液晶显示器的侧照式背光装置其中的背光反射器(即本发明的漫反射层合物所处的位置)与塑料导光板彼此均匀地接触,并且必须注意不损坏塑料导光板的表面。因此,背光反射片需要具有适宜的硬度,以避免刮伤该塑料导光板。已知PET膜太硬而不能直接接触塑料导光板。因此,PET反射片采用了特殊的顶涂层以避免这个问题。然而,具有顶涂层的PET反射片的成本也因而增加。
    在本发明中,将PE膜(a)放置在漫反射层合物的顶层,其固有硬度比PET膜的固有硬度低,因此,提供了解决上述问题的方案。另外,层合PE膜的过程比在PET膜的顶部涂施均匀涂层更简单并更容易控制。
    聚乙烯(PE)可以通过多种方法制备,包括人们熟知的Ziegler-Natta催化剂聚合(参见例如美国专利4076698和美国专利3645992)、茂金属催化剂聚合(参见例如美国专利5198401和美国专利5405922)和通过自由基聚合。
    根据反应条件和选择用于聚合的催化剂,聚乙烯通常按它的密度和/或支化数来分类。聚乙烯的常见的市售类别包括带支链的聚乙烯类,例如低密度聚乙烯(LDPE)和中密度聚乙烯(MDPE);线性聚乙烯类,如高密度聚乙烯(HDPE),线性低密度聚乙烯(LLDPE),和极低或超低密度聚乙烯(VLDPE或ULDPE)。LLDPE的密度范围是0.900-0.939g/cm3,LDPE的密度范围是0.916-0.925g/cm3,MDPE的密度范围是0.926-0.940g/cm3,而HDPE的密度大于或等于0.941g/cm3。
    PE膜(a)可以通过本领域技术人员已知的吹塑薄膜挤出法和流延薄膜挤出法来制备。优选地,通过流延薄膜挤出法来制备PE膜(a)。
    适合的PE膜(a)的厚度为约10-100μm,或者约30-80μm,并且选自低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE),或其共混物。优选地,所述PE膜(a)是由LDPE和HDPE的共混物制得,并且所述共混物具有LDPE:HDPE的重量比范围为4:1到1:1。
    所述PE膜(a)可包含1-30重量%的选自TiO2、BaSO4、PMMA及其混合物的填料颗粒(A)。优选地,所述填料颗粒(A)选自TiO2、BaSO4及其混合物。更优选地,所述填料颗粒(A)是TiO2。
    已知填料颗粒的量与PE膜的不透明度和反射性相关,当权衡所述漫反射层合物的总反射率和总重量时,所述PE膜(a)优选地包含2%-20%的填料颗粒(A);更优选地包含3%-10%的填料颗粒(A)。
    在一个实施方案中,本发明的漫反射层合物的PE膜(a)包含1%-30%的选自TiO2、BaSO4、PMMA及其混合物的填料颗粒(A)。
    在另一个实施方案中,本发明的漫反射层合物的PE膜(a)包含2%-20%的选自TiO2、BaSO4及其混合物的填料颗粒(A)。
    在又一个实施方案中,本发明的漫反射层合物的PE膜(a)包含3%-10%的TiO2作为填料颗粒(A)。
    由于所述PE膜(a)是面向显示面板的顶层,当其压印有图案时会降低所述漫反射层合物的光泽度同时保持其反射率。所述光泽度可以小于10%,包括小于9%、8%、7%、6%和5%。
    压印在所述PE膜(a)上的图案可以是随机的或有序的,并且其深度为约1-10μm。压印过的PE膜使本发明的漫反射层合物与不含有图案的对比层合物相比具有更高的漫反射性。
    为了使本发明的漫反射层合物具有良好的热稳定性及尺寸稳定性,适用的PE膜(a)优选地具有不大于1%的收缩率(在60℃下,经24小时)。
    有许多供应商可提供压印过的PE膜。例如,可从杭州全兴塑业有限公司(中国)或佛山联塑万嘉新卫材有限公司购得具有菱形图案的各种厚度的白色PE膜(即含有填料颗粒(A))。
    (b)非织造HDPE片材
    可包含于本发明的漫反射层合物中的非织造HDPE片材(b)是由闪纺高密度聚乙烯制得的丛丝膜-原纤片材。
    本文使用的术语“丛丝(plexifilamentary)”是指大量长度不一的细、带状膜-原纤的三维整合网状物,并且平均原纤厚度小于约4μm且中值宽度小于约25μm。在丛丝结构中,膜-原纤通常是与该结构的纵轴同延对齐,并且它们以不规则的间隔在贯穿该结构的长度、宽度和厚度的各个位置间歇地结合和分隔以形成连续的三维网状物。此类结构在美国专利3,081,519和美国专利3,227,794中有进一步的详述。
    略微压实的闪纺HDPE非织造片材可按照Steuber的美国专利3,169,899的通用工艺制得。高密度聚乙烯是通过聚乙烯在溶剂中的溶液闪纺而得。将该溶液连续地泵送至喷丝头组件。该溶液通过各喷丝头组件的方式为:经第一喷嘴到达压力降低区,而后经第二喷嘴进入大气环境中。利用定形旋转隔板使所得的膜-原纤束铺展并且振荡,使其荷载静电,而后沉积在移动带上。将喷丝头分隔开以在该带上提供重叠交叉的沉积物以形成宽的毡片,然后将其稍微压实。
    适合的非织造HDPE片材(b)的厚度为约100-400μm,或者为约120-300μm;或者为约150-250μm。适合的非织造HDPE片材(b)的基重为约30-160g/m2,或者为约50-110g/m2。
    所述非织造HDPE片材(b)可以从E.I.内穆尔杜邦公司(E.I.du Pont de Nemours and Company,Wilmington,DE)(下文称作“杜邦”)商购获得商标名为的不同类型产品,优选“10型”种类,其具有光滑、硬挺、类似纸张的片材结构。
    (c)PET膜
    可将额外的聚合物膜施加于非织造HDPE片材(b)的背面(即不与PE膜(a)粘合的另一面)以增加其不透明度、反射性和提供额外的结构支撑。与单一的厚层相比,多个薄层所得的漫反射层合物还具有更高的热稳定性。所述漫反射层合物特别适用于大尺寸光学显示器如32英寸以上的LCD电视荧幕。
    适合的PET膜(c)的厚度范围为约25-150μm,或者约50-120μm。
    白色聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜已知具有良好的反射性并且易于得到。适合本发明的PET膜包含1-30重量%的选自TiO2、BaSO4、PMMA及其混合物的填料颗粒(B)。优选地,所述填料颗粒(B)选自TiO2、BaSO4及其混合物。更优选地,所述填料颗粒(B)是TiO2。
    当权衡所述漫反射层合物的总反射率、总重量和制造成本时,所述PET膜(c)优选包含3%-20%的填料颗粒(B);更优选地包含5%-15%的填料颗粒(B)。
    在一个实施方案中,本发明的漫反射层合物的PET膜(c)包含1%-30%的选自TiO2、BaSO4、PMMA及其混合物的填料颗粒(B)。
    在另一个实施方案中,本发明的漫反射层合物的PET膜(c)包含3%-20%的选自TiO2、BaSO4及其混合物的填料颗粒(B)。
    在又一个实施方案中,本发明的漫反射层合物的PET膜(c)包含5%-15%的TiO2作为填料颗粒(B)。
    金属化PET膜已知也具有良好的反射性,并广泛可得。比较厚度相同的高反射性白色PET膜与金属化PET膜,金属化PET膜具有成本较低的优势和相同或更好的热稳定性和尺寸稳定性。此外,金属化PET膜通常比具有相似反射率的白色PET膜更薄。
    合适的金属化PET膜包括用铝或银金属化的透明PET膜。使用物理气相沉积方法进行金属化,所述物理气相沉积方法包括真空蒸镀、溅镀、或离子披覆。优选地,通过真空蒸镀法进行金属化。金属镀层的厚度通常在0.01μm至0.5μm的范围内,并且不会随着时间推移而褪色或变色。
    为了充分利用金属化PET膜(c)的反射性,当制备本发明的漫反射层合物时,PET膜(c)的金属化表面优选地粘合至非织造HDPE片材(b)。
    各种厚度的白色PET膜以及金属化PET膜有许多供应商。例如,昆山建通电子有限公司、四川东方绝缘材料股份有限公司、佛山杜邦鸿基薄膜有限公司和上海孚众实业有限公司。
    粘合剂
    本发明的漫反射层合物为三层的层合物,其结构在本说明书中可表示为:PE膜(a)/非织造HDPE片材(b)/PET膜(c),也可简化地表示为:(a)/(b)/(c)。为了形成所述漫反射层合物,所述PE膜(a)和所述非织造HDPE片材(b)通 过第一粘合剂粘合,并且所述非织造HDPE片材(b)和所述PET膜(c)通过第二粘合剂粘合。所以本发明的三层漫反射层合物也可拓展地表示为:(a)/第一粘合剂/(b)/第二粘合剂/(c)。
    适合的粘合剂是在正常操作和使用(例如LCD组装和使用)时,使所述漫反射层合物保持足够的结构完整性的那些粘合剂。粘合剂优选地与所述非织造HDPE片材、PET膜和PE膜具有相似的热膨胀性,从而温度变化不会导致所述漫反射层合物因膨胀性差异而分离。
    优选已知的粘合剂,包括聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚环氧化物及其混合物。但是,考虑到制备的方便,所述第一粘合剂和第二粘合剂优选是相同的。
    在一个实施方案中,所述第一粘合剂和第二粘合剂是相同的,并且选自聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚环氧化物及其混合物。
    适合的第一粘合剂和第二粘合剂可独立地包含0%-30%的选自TiO2、BaSO4、PMMA及其混合物的填料颗粒(C),并且填料颗粒(C)可与所述填料颗粒(A)或(B)相同或不同。
    可用的粘合剂的具体实例包括,可从常州铭晟光电科技有限公司购得的聚丙烯酸酯粘合剂,以及可从上海新光胶粘剂有限公司购得的聚氨酯粘合剂。
    制备所述漫反射层合物的方法
    本发明的漫反射层合物可利用层合机通过干式层合法制备。典型地,如图3中所示,PET膜(c)从放卷辊21展开,可通过电晕和/或等离子体处理22使PET膜(c)一侧的表面粗糙以有助于在稍后的步骤中将该膜粘合至非织造HDPE片材(b),其可从放卷辊28展开。应注意,数个定向辊25被设置在制程中的不同位置。在第二步骤中,使PET膜(c)经过含有粘合剂溶液,即第二粘合剂,的胶槽(支撑辊24作为辅助)将其表面涂布粘合剂薄层。然后,在第三步骤中,使涂布有粘合剂的PET膜(c)经过烘箱26蒸发溶剂,使粘合剂涂布的PET膜(c)的表面处于微粘而未干的状态。最后,通过层合机中的复合辊27将粘合剂涂布的PET膜(c)的表面与非织造HDPE片材(b)一起层合。通过对复合辊27施加适合的压力实现非织造HDPE片材(b)与PET膜(c)之间的粘合,制得具有[(b)/第二粘合剂/(c)]结构的二层层合物,然 后将其卷绕在收卷辊29上。若所述PET膜(c)为金属化膜,则无需电晕处理,并且粘合剂溶液是涂布于PET膜(c)的金属表面上并与非织造HDPE片材(b)进行层合。
    重复相似的步骤(如图3所示),在该所得的二层层合物[(b)/第二粘合剂/(c)]的非织造HDPE片材(b)表面上涂布另一粘合剂溶液(即第一粘合剂),溶剂蒸发后,将粘合剂涂布的非织造HDPE片材(b)与PE膜(a)一起层合,制得本发明的3层的漫反射层合物,其结构为[(a)/第一粘合剂/(b)/第二粘合剂/(c)]。若该PE膜(a)已压印有图案,则在所述2层层合物的非织造HDPE片材(b)与压印过的PE膜(a)的光滑表面之间进行层合。
    鉴于成本和加工便利,所述第一粘合剂和第二粘合剂优选为相同的。在这种情况下,制备本发明的漫反射层合物不需要多个粘合剂胶槽或额外的层合机。
    干燥后粘合剂的理论厚度优选为约25μm以提供各层间的充分粘合力。因此,本领域技术人员可针对某一特定层合设备系统来相应地调整其粘合剂溶液的浓度、涂布速度(或者膜经过粘合剂胶槽的滞留时间),以及干燥条件。
    漫反射层合物的表征
    本发明的漫反射层合物可在400nm-780nm的可见光波长范围内提供大于95%的反射率,由此可有效地增强背光模件的亮度。由于人的视觉最大灵敏度大约是在550nm,样品之间遂以其在550nm的反射光量百分比(即反射率)互作比较(参阅美国专利4,696,548)。
    “光泽度”是用于评价制品(例如漫反射层合物)的表面是否光滑的可视化性质。若制品表面的反射主要是镜面反射,则该制品的光泽度较高。本发明的反射层合物优选地主要通过漫反射而反射光以获得均匀的图像。当光源以入射角85°投射时,按照ASTM D523标准方法测得所述表面的光泽度,优选其值小于10%。
    本发明的漫反射性制品,如漫反射片,其包含本发明的漫反射层合物。本发明的光学显示器包含位于界定光腔的结构内的漫反射片,其包含本发明的漫反射层合物。“光腔”在此是指设计用来接收来自光源的光、调节并将该光导向照明受益物体的外壳。光腔包含将来自光源的光整合、改向和/ 或聚焦在接收器上的结构,并且可使用空气或高折射率的元件作为该腔的介质。该结构的几何形状没有限制。包含光腔的结构的实例包括照明装置、复印机、投影显示系统的光引擎(projection display light engines)、积分球均匀光源系统、标识箱(sign cabinet)、光导管和背光组件。
    本发明的光学显示器包含位于所述光腔内的光源。本文中“光源”是指可见光的发射源,并且可以是光腔内的单个光源或者光腔内的多个光源。光源的实例包括白炽型、汞型、金属卤化物型、低压钠型、高压钠型、弧光型、紧凑式荧光型、自镇流式荧光型、冷阴极荧光灯(CCFL)、发光二极管(LED)型的灯泡和灯管,及能够发射可见光的类似装置。
    本发明的光学显示器包含来自光源的光所经过的显示面板。本文中“显示面板”是指调节来自光源的光之透射量的透射装置,在某些实施方案中,调节光量以将图像以可见光的形式传达给观看者。在其中界定所述光腔的结构为传达静态图像给观看者的照明装置或标识箱系统的实施方案中,显示面板的实例包括:其上包含静态图像(例如,文字或图案图像),或者没有图像(例如,荧光漫射器)的聚合物或玻璃面板。在其中界定光腔的结构为用以将静态和/或变化的图像传输至观看者的液晶显示器的背光装置的实施方案中,显示面板的实例包括具有响应电信号而改变的图像的液晶。
    本发明的光学显示器使用位于所述光腔内的漫反射片将光反射向照明受益物体。该漫反射片位于所述光腔内,使其可将光腔内未导向该物体的光反射回该物体。在一种光学显示器中,所述漫反射片是位于照明该显示面板的光源的后方。本发明的漫反射片的光散射和漫反射特征提供更全面的漫射光,例如,更全面的漫射光源,因此,提供更均匀地照亮或均一地照明的光学显示器。
    图1-2所示为采用本发明的漫反射片的光学显示器的几种实施方案之示意图。
    图1是采用本发明的漫反射片10的侧照式液晶光学显示器的横截面示意图。在图1中,所示的光学显示器1具有与包含导光板3的光腔配合的荧光光源2。将漫射片4、可选的增亮膜5(例如美国专利4,906,070和5,056,892中所述,并可从Minnesota Mining and Manufacturing Co.(3M),Minneapolis,Minn.,美国获得的膜),以及PCT公开WO 91/5327和WO 97/32224中所述可选的反射偏光片6(也可从3M获得)置于导光板3的上层 (或前面),并用来使从导光板3发射的光改向并反射性分化至液晶显示面板7和最终的观察者。将液晶显示面板7置于反射偏光片6的上层(或前面),并且通常由包含在两个偏振片9之间的液晶8所构成。
    如图2所示,将漫反射片10置于光腔13内的导光板3之下层(或后面),并且将光反射向液晶显示面板7。它还反射从反射偏光片6和增亮膜5所反射的光,并使所述光的偏振无规化。所述漫反射片10具有高反射性、高漫射性的表面,该表面会增强光腔的光学效率。所述漫反射片10漫射性地散射并反射光,使光消偏振,并且在可见光波长范围内具有高反射性。
    图2是采用本发明的漫反射片10的冷阴极荧光灯光源的直照式液晶光学显示器的横截面示意图。在图2中所示的光学显示器20中,将三个荧光灯12置于光腔13中。所有这些灯可以是白色的,或者各灯可以是选定的颜色如红色、绿色和蓝色。光腔13具有用作衬垫的包含本发明的漫反射层合物的漫反射片10。漫反射片10不仅增加反射性,而且充分混合分离的灯光形成具有良好的空间发光均匀性的光源,用于照亮液晶显示面板7。
    因此,本发明包括漫反射片,其包含本发明的漫反射层合物。
    本发明还包括光学显示器,其包含:
    (i)界定光腔的结构;
    (ii)位于所述光腔内的光源;
    (iii)来自所述光源的光所透过的显示面板;和
    (iv)包含本发明的漫反射层合物的漫反射片;
    其中所述漫反射片位于所述光腔内,以将来自光源的光从所述漫反射片的表面朝向所述显示面板反射。
    本发明还包括用于改进需要光漫反射性的装置的光反射率的方法,其包括:
    提供包含本发明的漫反射层合物的漫反射片;和
    将所述漫反射片置于所述装置内以使光从所述漫反射片的表面被反射出去。
    本文的材料、方法和实施例仅是示例性的,并且除非特别说明,不应理解为限制性的。虽然在实施或测试本发明时可以使用与本文所述的那些相似或等效的方法和材料,但是本文描述了适合的方法和材料。
    实施例
    缩写“E”表示“实施例”,“CE”表示“对比例”,其后的数字表明漫反射层合物是在哪个例子中制备的。实施例和对比例均以相似的方式进行制备和测试。除非另外指明,百分比是重量百分比。
    表1


    制备漫反射层合物的通用方法
    漫反射层合物是利用层合机(Meansun optoelectronics technology co.,ltd,China)按照干式层合法制备。本发明的层合方法的参数列于表2中。
    表2

    *漫反射层合物的结构由缩写表示:PE膜(a)缩写为“(a)”,非织造HDPE片材(b)缩写为“(b)”,PET膜(c)缩写为“(c)”,粘合剂缩写为“adh”。缩写之后的数字“n”是指用于该实施例中的确切材料。例如,(a1)是指表1中列出的材料编号为PE膜(a1)的PE膜。
    **干燥道是一系列6段烘箱;各段长6m,并可具有不同的温度设定。
    卷辊速度设定为15m/min。如图3中所示,将PET膜(c)从放卷辊21上展开,并且通过电晕处理22使其一侧的表面粗糙,然后在胶槽23中用粘合剂溶液涂布PET膜(c)被电晕处理处理过的那面,并使其经过在表2中所示温度下的6-段烘箱26以使粘合剂涂布的PET膜(b)表面处于微粘而未干的状态。若所述PET膜(c)为金属化PET膜则无需电晕处理,并且粘合剂溶液是涂布于PET膜(c)的金属表面上。最后,通过层合机中的复合辊27在表2中所示的辊压下将粘合剂涂布的PET膜(c)的表面与由放卷辊28展开的非织造HDPE片材(b)一起层合,并在收卷辊29上收卷,由此获得2层的复合材料,其结构为[(b)/adh/(c)]。
    按照相似的方法(如图3中所示),将该2层的层合材料从放卷辊21供给,略去电晕处理并将选定的粘合剂溶液涂布于非织造HDPE片材(b)的表面上,溶剂蒸发后,将其与由放卷辊28供给的PE膜(a)的未压印图案的光滑面一起层合,由此获得本发明的3层的漫反射层合物,其结构为[(a)/adh/(b)/adh/(c)]。
    测试方法
    通过测厚仪(ST-022,可从ONO SOKKI Co.,LTD.购得)和数位式厚度计数器(DG-4140)测定实施例与对比例的厚度。测试样品的尺寸为20cm x20cm,按照测试标准ISO 534在20个位置(沿着纵向的10处和沿着横向的10处)测定,并取其平均值。
    利用X-rite SP64分光光度计(可从X-Rite Inc获得)测定测试样品的反射性(即明视反射性)。用光源/视角D65/10°和8mm直径测量孔径校正至X-Rite校准标准。输出值是在各波长下的反射光量的百分比(即反射率),并且测量的光谱范围是380nm-750nm,以5nm为间隔。对于各测试样品,在20cm2面积上随机读取20个读数,取其平均值。在550nm的反射率用于样品之间的比较。
    按照ASTM D523,通过Micro-TRI-Gloss仪(可从BYK Gardner获得)测定光泽度。在85°的光泽度用于样品之间的比较。
    按照测试标准ISO868-2003E和保压时间15秒,用Instron肖氏A&D S1 902仪器,测定硬度肖氏D。
    本发明的实施方案在以下实施例中进一步限定。实施例和对比例的结构及评价结果示于表3至4中。
    表3

    由表3中的结果显见以下结论。
    由于额外的PET层(c1)的存在,与CE1相比,E1具有相似的光泽度,并且在550nm表现出反射率的提高(97.3%对96.3%)。
    比较E1和CE2,两者都具有3层构造;然而,具有(a1)/(b1)/(c1)结构的E1出人意料地在550nm表现出比具有(a1)/(c1)/(b1)结构的CE2更高的反射率。
    本发明所有的实施例(E1-E10)在550nm均具有大于96%的反射率,和介于3-9%之间的光泽度。实施例的高反射率(>95%)和低光泽度(<10%)表明,本发明的层合物的反射率的主要是由漫射光带来的。结果表明,本发明的层合物当用作漫反射制品或光学显示器的BLU模块中漫反射片时可以提供均匀的视角。
    比较E1-E3的结果表明,非织造HDPE片材(b1)、(b2)或(b3)的厚度对反射性能的影响不大。
    比较E2和E4-E6,它们都使用压印有相似图案的白色PE膜,区别在于漫反射层合物的顶层的厚度,与E4和E5相比,具有较薄的PE膜的E2和E6显示出略佳的反射率。因此,结果表明,作为顶层的PE膜的厚度可以对漫反射层合物的总体反射性能做出一小部分贡献。
    E2、E7-E9和CE3的反射率数据之间的比较表明,当漫反射层合物的层(a)和(b)相同时,白色PET膜(即E2和E7)是最好的,镀铝PET膜(即E8和E9)亦略好于透明PET膜(即CE3)。
    显然地,E8和E9比其他的3层的实施例薄,并在550nm仍保持良好的反射率(>96%)。因此,对于需要更薄和更轻部件的应用,如便携式手持装置和笔记本电脑,在本发明的反射层合物中,采用金属化PET膜将是优异的选择。
    比较E1和E10之间的数据表明,粘合剂的类型(聚氨酯或聚丙烯酸)对漫反射层合物的反射性能的也影响不大。
    表4
    材料编号或实施例编号及结构肖氏硬度(D)PE膜(a1)27.4非织造HDPE片材(b1)43.5白色PET膜(c1)75.2E1:(a1)/adh-1/(b1)/adh-1/(c1)*52.2
    *硬度是对实施例1的PE膜(a1)表面所测得的测定值。
    如表4中所示,已压印的白色PE膜的硬度是27.4(肖氏D),这的确远远低于白色PET膜的硬度。层合后,本发明的E1层合物的硬度为52.2(肖氏D),其值仍然低于白色PET膜的硬度。因此,本发明的漫反射层合物不仅可以提供高反射性、低光泽度,而且也减少了括擦导光板的可能性。当将采用包含本发明的漫反射层合物的漫反射片的BLU与采用白色PET膜或表面带涂层的白色PET膜的漫反射片的其他BLU相比,前者将会在更长的使用寿命提供均匀一致的显像。
    虽然已在典型的实施方案中阐述并说明了本发明,但是并非意欲将其限制于所示细节,因为在不背离本发明的精神的情况下可进行各种调整和替换。因此,仅通过常规实验,本领域技术人员可能会想到本文公开的发明的各种变体和等效方案,所有此类变体和等效方案应认为是在由随附的权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

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    包含 织造 漫反射 层合物
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