CN101029940A - 扩散膜及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种扩散膜及其制造方法。该扩散膜，包含一透明基板以及一扩散层。其中，扩散层是设置于透明基板一侧，扩散层是包含一粘接剂、复数球状散射颗粒以及复数非球状散射颗粒，球状散射颗粒与非球状散射颗粒是混于粘接剂中。该扩散膜制造方法，包括以下步骤：混合复数球状散射颗粒及复数非球状散射颗粒于一具有粘接剂的溶液中，以形成一混合液；以及涂布混合液于一透明基板。因为本发明中扩散层是具有复数球状散射颗粒及复数非球状散射颗粒，与现有技术相比，本发明可藉由球状散射颗粒及非球状散射颗粒的堆叠，以提高单位体积内的堆叠密度，故可增加光线的折射次数，进而能够达到更佳的光线扩散效果。
Description
技术领域
本发明是涉及一种扩散膜及其制造方法，特别是涉及一种背光模组用的，可藉由球状散射颗粒及非球状散射颗粒的堆叠，以提高单位体积内的堆叠密度，故可增加光线的折射次数，进而能达到更佳光线扩散效果的扩散膜及其制造方法。
背景技术
随着电子科技的日益进步，尤其在日常生活中随身电子产品的盛行，对于轻薄短小、耗电量低的显示器的需求日益增加。其中，液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)以其耗电量低、发热量少、重量轻、以及非辐射性等等优点，已经被使用于各式各样的电子产品中，并且已逐渐地取代传统的阴极射线管显示器(Cathode Ray Tube Display，CRT Display)。
一般而言，液晶显示器主要是包含有一液晶面板(Liquid CrystalPanel)以及一背光模组(Backlight Module)。其中，液晶面板具有两基板、以及一夹设于两基板间的液晶层；而背光模组是可将来自一光源的光线均匀地分布在液晶面板的背面。
请参阅图1所示，是现有习知的背光模组的一示意图。现有技术的背光模组1，以一直下式(Direct Type)背光模组1为例，主要是包含至少一光源11、一背板12、一扩散板(Diffusing Plate)13、以及一扩散膜(Diffusing Film)14。
该光源11是间隔排列设置于背板12内，其中光源11是以复数冷阴极灯管为例。扩散板13是设置于光源11之上，而扩散膜14是与扩散板13叠合。扩散板13与扩散膜14的功能类似，目的是将背光模组1的光源11均匀化，以减少线光源的明暗□均问题，其中，扩散板13的厚度较厚(约为2-3mm)，兼具有支撑效果。
请参阅图2所示，是现有习知的扩散膜的一剖面夸大示意图。现有习知的扩散膜14，包含一透明基板141、一扩散层(Diffusing Layer)142以及一抗沾粘反射层143。其中，扩散层142是形成于透明基板141的一侧，抗沾粘反射层143则设置于透明基板141的另一侧。抗沾粘反射层143是用以降低入射光的反射率与防止与下部材料沾粘，以增加光线的使用率。
扩散层142是含有复数球型的散射颗粒(Spherical ScatteringParticles，S)，藉由粘接剂(Binder)144而将扩散颗粒S与粘接剂144设置于透明基板141上，而形成扩散层142。扩散膜14的扩散效果主要是由于扩散层142中的粘接剂144与填充的散射颗粒S之间的折射率差异所造成。散射颗粒S分散在扩散层142之间，当光线经过扩散层142时，会不断地在两折射率相异的介质中穿过，此时光线同时产生折射、反射与散射的现象，即造成光线均匀扩散的效果。
为了提高光线均匀扩散的效果，则可增加散射颗粒S的堆叠密度，以使光线的折射次数增加。然而，如图3所示，是现有习知的散射颗粒S的一电显照片示意图，各散射颗粒S是呈均匀的圆形。现有技术的散射颗粒S通常是为球状颗粒，且大致具有相同的粒径，故无法使堆叠密度作有效地提升。根据文献的记载值，相同粒径非规则性疏松堆积的体积分率(volumefraction)为0.56～0.625；非规则性紧密堆积的体积分率则为0.610～0.667。因此，如何能提供一种扩散膜，可提升单位体积内散射颗粒的堆叠密度，以提高光线扩散的效果，实为一重要课题。
由此可见，上述现有的扩散膜及其制造方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的扩散膜及其制造方法，便成了当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的扩散膜及其制造方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的扩散膜及其制造方法，能够改进一般现有的扩散膜及其制造方法，使其更具有实用性。经过不断研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的扩散膜及其制造方法存在的缺陷，而提供一种新的能够提升单位体积内的散射颗粒堆叠密度，而可以增加单位体积内光线折射、反射次数的扩散膜及其制造方法。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种扩散膜，其包含：一透明基板；以及一扩散层，是设置于该透明基板的一侧，该扩散层包含一粘接剂、复数球状散射颗粒以及复数非球状散射颗粒，该等球状散射颗粒与该等非球状散射颗粒是混于该粘接剂中。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的扩散膜，其中所述的该等球状散射颗粒或该等非球状散射颗粒的材质是为有机高分子或无机材料。
前述的扩散膜，其中所述的该等球状散射颗粒的材质是为聚甲基丙烯酸酯、二氧化硅或硅氧烷。
前述的扩散膜，其中所述的该等非球状散射颗粒是经研磨后的散射颗粒。
前述的扩散膜，其中所述的该等非球状散射颗粒是为经研磨后的该等球状散射颗粒。
前述的扩散膜，其中所述的该等非球状散射颗粒的形状是为不规则形状。
前述的扩散膜，其中所述的该等非球状散射颗粒的形状是为纺缍形、椭圆形、锯齿状、波浪状、或多边形。
前述的扩散膜，其中所述的该等非球状散射颗粒的粒径大小是小于或等于该等球状散射颗粒的粒径大小，或可为含有较该等球状散射颗粒小的双粒径分布(bimodal)粒子。
前述的扩散膜，其中所述的该等非球状散射颗粒的材质是为聚甲基丙烯酸酯、二氧化钛、氧化镁、二氧化硅或硅氧烷。
前述的扩散膜，其更包含一抗沾粘反射层，是设置于该透明基板的另一侧。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种扩散膜制造方法，其包括以下步骤：混合复数球状散射颗粒及复数非球状散射颗粒于一具有粘接剂的溶液中，以形成一混合液；以及涂布该混合液于一透明基板。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的扩散膜制造方法，其更包含研磨该等球状散射颗粒以形成该等非球状散射颗粒。
前述的扩散膜制造方法，其更包含去除该混合液中的溶剂。
前述的扩散膜制造方法，其更包含涂布一抗沾粘反射层溶液于该透明基板的另一侧。
前述的扩散膜制造方法，其更包含去除该抗沾粘反射层溶液中的溶剂。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：
为了达到上述目的，依本发明的扩散膜，其包含一透明基板以及一扩散层。其中，扩散层是设置于透明基板的一侧，扩散层是包含一粘接剂、复数球状散射颗粒以及复数非球状散射颗粒，球状散射颗粒与非球状散射颗粒是混于粘接剂中。
另外，为了达到上述目的，依本发明的扩散膜制造方法，其包括：混合复数球状散射颗粒及复数非球状散射颗粒于一具有粘接剂的溶液中，以形成一混合液；以及涂布混合液于透明基板。
借由上述技术方案，本发明扩散膜及其制造方法至少具有下列优点：承上所述，因为依本发明的扩散膜及其制造方法中，扩散层是具有复数球状散射颗粒及复数非球状散射颗粒，与现有技术相比，本发明的扩散膜及其制造方法可藉由球状散射颗粒及非球状散射颗粒的堆叠，以提高单位体积内的堆叠密度，故可以增加光线的折射次数，进而能够达到更佳的光线扩散效果。
综上所述，本发明新颖的扩散膜及其制造方法，能够提升单位体积内的散射颗粒堆叠密度，而可增加单位体积内的光线折射、反射次数，其具有上述诸多优点及实用价值，不论在产品结构、制造方法或功能上皆有较大改进，在技术上有较大进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的扩散膜及其制造方法具有增进的功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是现有习知的背光模组的一示意图。
图2是现有习知的扩散膜的一剖面夸大示意图。
图3是现有习知的散射颗粒S的一电显照片示意图，各散射颗粒S是呈均匀的圆形。
图4是本发明实施例中的扩散膜的一剖面夸大示意图。
图5是本发明实施例中非球状散射颗粒的扫描式电子显微照片示意图。
图6是本发明实施例中的非球状散射颗粒的粒径大小分布图。
图7是本发明实施例中的扩散膜的另一剖面夸大示意图，其中扩散膜是更包含一抗沾粘反射层。
图8是本发明实施例中的扩散膜制造方法的一流程图。
图9是本发明实施例中的扩散膜制造方法的另一流程图。
1：背光模组 11：光源
12：背板 13：扩散板
14：扩散膜 141：透明基板
142：扩散层 143：抗沾粘反射层
144：粘接剂 20：扩散膜
21：透明基板 22：扩散层
221：粘接剂 222：球状散射颗粒
223：非球状散射颗粒 23：抗沾粘反射层
S：散射颗粒
S10：研磨球状散射颗粒以形成非球状散射颗粒
S20：混合复数球状散射颗粒及复数非球状散射颗粒于一具有粘接剂的
溶液中，以形成一混合液
S40：涂布混合液于一透明基板的一侧
S50：去除混合液中的溶剂
S60：涂布一抗沾粘反射层溶液于透明基板的另一侧
S70：去除抗沾粘反射层溶液中的溶剂
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的扩散膜及其制造方法其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
以下将参阅相关图式，说明依本发明的扩散膜及其制造方法的复数实施例。
首先请参阅图4至图7所示，来说明本发明较佳实施例的扩散膜。
请参阅图4所示，是本发明实施例中的扩散膜的一剖面夸大示意图，该扩散膜20，包含一透明基板21以及一扩散层22。
上述的透明基板21，一般来说，其厚度大约介于25～300μm，但不限于此厚度，且具有高光穿透率及高机械强度。透明基板21的材质可为聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚酯(polyester)、聚烯(polyolefin)、聚醚(polyether)、聚醚酯(polyether-ester)、聚甲基丙烯酸酯(polymethacrylate)或聚全氟乙丙烯(Polyperfluorinatedethylene propylene，PEP)等等。
上述的扩散层22，是设置于透明基板21的一侧，扩散层22包含一粘接剂221、复数球状散射颗粒222以及复数非球状散射颗粒223。
该粘接剂221，是可为一有机高分子材料，例如为胺基甲酸乙酯(urethane)树脂、醋酸乙烯酯(vinyl acetate)树脂、环氧(epoxy)树脂、胺基(amine resin)树脂、压克力(acryl resin)树脂、或聚酯(polyesterresin)树脂等等。
值得注意的是，粘接剂221与球状散射颗粒222及非球状散射颗粒222是具有不相同的折射率，因此光线进入扩散层22后，是在粘接剂221、球状散射颗粒222及非球状散射颗粒222之间进行折射，故能提高折射率。
复数球状散射颗粒222与复数非球状散射颗粒223是混于粘接剂221中。其中，球状散射颗粒222的材质可为有机高分子或为无机材料，例如为聚甲基丙烯酸酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、二氧化硅(SiO2)或硅氧烷(silicone)等等。非球状散射颗粒223的材质可为有机高分子或为无机材料，例如为聚甲基丙烯酸酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、二氧化钛(TiO2)、氧化镁(MgO2)、二氧化硅(SiO2)或硅氧烷(silicone)等等。通常，球状散射颗粒222与非球状散射颗粒223是具有相同的材质，当然，球状散射颗粒222与非球状散射颗粒223的材质也可以依实际需求而不相同。在本实施例中，球状散射颗粒222的粒径大小是介于1～50μm。
请参阅图5所示，是本发明实施例中非球状散射颗粒的扫描式电子显微照片示意图，其是为非球状散射颗粒223的扫描电子显微照片，可明显地看出，本实施例的非球状散射颗粒223是呈不规则形状。由于非球状散射颗粒223可由球状散射颗粒222经由研磨(grinding)而得，但不限于此方法。因此，非球状散射颗粒223的投影面形状已不呈圆形，可为已研磨后后破损或未破损的散射颗粒，大致呈纺缍形、椭圆形、锯齿状、波浪状、多边形或其他不规则形状。
在本实施例中，非球状散射颗粒223的粒径大小是小于或等于球状散射颗粒的粒径大小。如图6所示，是本发明实施例中的非球状散射颗粒的粒径大小分布图。非球状散射颗粒223的粒径大小分布，是呈双粒径分布(bimodal)的形态，由图中可看出，非球状散射颗粒223的分布是具有明显的二个波峰。另一方面，为了要提升单位体积内的堆叠密度，非球状散射颗粒223的平均粒径通常是小于球状散射颗粒222，故非球状散射颗粒223得以尽量充填于球状散射颗粒222的间隙中。
当光线通过扩散层22时，由于粘接剂221、球状散射颗粒222及非球状散射颗粒223的折射率是不相同，因此光线在通过时会发生折射、反射及散射的现象，而达到入射光线能达到被扩散的效果。
请参阅图7所示，是本发明实施例中的扩散膜的另一剖面的夸大示意图，其中扩散膜是更包含一抗沾粘反射层。本实施例中，扩散膜20更可包含一抗沾粘反射层(anti-sticking layer)23，其是设置于透明基板21的另一侧。其中，抗沾黏反射层23是用以提升光线的穿透率，当光线由具有抗反射层23的一侧进入扩散膜20，可以减少被反射的光线而增加光线利用率。
请参阅下表所示，是本实施例的扩散膜20依据检测标准JIS K7105，进行雾度(Haze)实验的结果：
| 生产厂商 | 型号 | 雾度(％) |
| KEIWA | BS04 | 87.35 |
| KIMOTO | 100GM3 | 87.21 |
| TSUJIDEN | D121U | 86.06 |
| 本发明 | 88.06 |
由表中的结果可知，本实施例的扩散膜20的雾度是大于其他厂商的扩散膜的雾度。也就是说，本实施例的扩散膜20，由于扩散层22中具有球状散射颗粒222及非球状散射颗粒223，故可以达到较佳的散射及光线扩散效果。
接着，请同时参阅图7至图9所示，以说明本发明较佳实施例的扩散膜制造方法。
请参阅图8所示，是本发明实施例中的扩散膜制造方法的一流程图，该扩散膜制造方法，其包括：混合复数球状散射颗粒及复数非球状散射颗粒于一具有粘接剂的溶液中，以形成一混合液(S20)；以及涂布混合液于一透明基板的一侧(S40)。
如图8所示，本实施例中，该扩散膜制造方法，更可包含：研磨球状散射颗粒以形成非球状散射颗粒(S10)。在步骤S10中，是将球状散射颗粒进行研磨制程，如以氧化铝球或氧化锆球在球磨罐中研磨球状散射颗粒，以使得球状散射颗粒的粒径及形状改变，甚至有部份的颗粒会破损。研磨后形成的非球状散射颗粒的表面，则较不平滑，容易有凹陷或裂隙，故能够提升光线的折射次数。
在步骤S20中，是先将粘接剂221以溶剂调匀后，再将复数球状散射颗粒222及复数非球状散射颗粒223与粘接剂221混合，以形成一混合液。
另外，球状散射颗粒222及非球状散射颗粒223的形状及功效特征是与前述实施例中，球状散射颗粒222及非球状散射颗粒223相同，故在此不再赘述。
请同时参阅图7及图9所示，在步骤S40中，是将混合液涂布于一透明基板21的一侧，以形成一扩散层22。
请再参阅图9所示，是本发明实施例中的扩散膜制造方法的另一流程图。本实施例中，该扩散膜制造方法，其更可包含：去除混合液中的溶剂(S50)。在步骤S50中，可利用自然蒸发、加热或烘干等方法，以将混合液中的溶剂去除至一定程度，甚至是完全去除，进而形成扩散层22。
本实施例中，该扩散膜制造方法，其更可包含：涂布一抗沾粘反射层溶液于透明基板的另一侧(S60)。在步骤S60中，是将具有抗沾粘反射层材质的溶液涂布于透明基板21的另一侧。
本实施例中，该扩散膜制造方法，其更可包含：去除抗沾粘反射层溶液中的溶剂(S70)。在步骤S70中，是利用自然蒸发、加热或烘干等方法，以将抗沾粘反射层溶液中的溶剂去除至一定程度，甚至是完全去除，进而形成抗沾粘反射层23。
综上所述，本发明的扩散膜及其制造方法中，扩散层是具有复数球状散射颗粒及复数非球状散射颗粒。与现有习知技术相比，本发明的扩散膜及其制造方法可藉由球状散射颗粒及非球状散射颗粒的堆叠，以提高单位体积内的堆叠密度，故可以增加光线的折射次数，进而能够达到更佳的光线扩散效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (15)
1、一种扩散膜，其特征在于其包含：
一透明基板；以及
一扩散层，是设置于该透明基板的一侧，该扩散层包含一粘接剂、复数球状散射颗粒以及复数非球状散射颗粒，该等球状散射颗粒与该等非球状散射颗粒是混于该粘接剂中。
2、根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于其中所述的该等球状散射颗粒或该等非球状散射颗粒的材质是为有机高分子或无机材料。
3、根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于其中所述的该等球状散射颗粒的材质是为聚甲基丙烯酸酯、二氧化硅或硅氧烷。
4、根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于其中所述的该等非球状散射颗粒是经研磨后的散射颗粒。
5、根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于其中所述的该等非球状散射颗粒是为经研磨后的该等球状散射颗粒。
6、根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于其中所述的该等非球状散射颗粒的形状是为不规则形状。
7、根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于其中所述的该等非球状散射颗粒的形状是为纺缍形、椭圆形、锯齿状、波浪状、或多边形。
8、根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于其中所述的该等非球状散射颗粒的粒径大小是小于或等于该等球状散射颗粒的粒径大小，或可为含有较该等球状散射颗粒小的双粒径分布(bimodal)粒子。
9、根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于其中所述的该等非球状散射颗粒的材质是为聚甲基丙烯酸酯、二氧化钛、氧化镁、二氧化硅或硅氧烷。
10、根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于其更包含一抗沾粘反射层，是设置于该透明基板的另一侧。
11、一种扩散膜制造方法，其特征在于其包括以下步骤：
混合复数球状散射颗粒及复数非球状散射颗粒于一具有粘接剂的溶液中，以形成一混合液；以及
涂布该混合液于一透明基板。
12、根据权利要求11所述的扩散膜制造方法，其特征在于其更包含研磨该等球状散射颗粒以形成该等非球状散射颗粒。
13、根据权利要求11所述的扩散膜制造方法，其特征在于其更包含去除该混合液中的溶剂。
14、根据权利要求11所述的扩散膜制造方法，其特征在于其更包含涂布一抗沾粘反射层溶液于该透明基板的另一侧。
15、根据权利要求14所述的扩散膜制造方法，其特征在于其更包含去除该抗沾粘反射层溶液中的溶剂。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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