CN103026270B - 增亮膜及含有该增亮膜的背光单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及在显示器中使用的增亮膜,尤其涉及增亮膜及包含该增亮膜的背光单元,该增亮膜包含多层薄膜,能够确保对于外部环境、例如温度变化的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及在显示器中使用的增亮膜。
背景技术
一般而言,液晶显示器作为利用液晶来显示影像的平板显示装置的一种,比其它平板显示装置薄、轻,并具有低驱动电压及低消耗功率的优点,在整个产业中广泛地使用。
液晶显示器包括液晶面板,该液晶面板由薄膜晶体管(Thin FilmTransistor:TFT)基板、与上述TFT基板相对的彩色滤光片(Color Filter)基板及介于上述两基板之间而变更光的透射率的液晶层构成。并且,由于液晶显示器中用于显示影像的液晶面板属于不能自发光的非发光性组件,因此需要用于向液晶面板供给光的背光单元。
上述背光单元,为了确保提高输出光的亮度及提高输出光的视角等优点,而至少包含一种层压在导光板或扩散板上的光学膜类。
上述光学膜类能够大致分为能够增加亮度的薄膜和能够使光扩散的薄膜,但是最近随着液晶显示器的薄型化趋势而需要将这些特性复合化。
作为如上所述的复合化的一环,可层压能够增强亮度的薄膜,作为能够增强亮度的该薄膜的一例为反射偏振膜和能够扩散光的薄膜,作为能够扩散光的该薄膜的另一例为光扩散膜(参考韩国专利公开第10-2006-055341号的记载)。
但是,仅仅层压分别具有不同功能的薄膜来进行复合化,是很难防止由于长时间使用而导致的亮度下降。
发明内容
本发明提供能够确保针对外部环境变化的可靠性的增亮膜及包含该增亮膜的背光单元。
对此,作为一实施例提供一种包含多层薄膜的增亮膜。上述增亮膜在提高亮度的同时,对外部环境变化例如温度及/或湿度等变化具有高可靠性,在应用于液晶显示器等时,能够提高液晶显示器对于外部环境的可靠性、色彩再现率、寿命特性等。
上述第1具体例提供一种增亮膜,其包括多层薄膜,该多层薄膜包括第一薄膜及在上述第一薄膜上邻接配置的第二薄膜,在满足下述第一环境条件之后测量的亮度下降率,以及在满足下述第二环境条件之后测量的亮度下降率分别小于等于10%。第一环境条件是指,在维持50℃的腔体内,将增亮膜放置1000小时的条件;第二环境条件是指,在维持-20℃的腔体内,将增亮膜放置1000小时的条件。
根据其一方面,上述增亮膜包括在上述薄膜面内相互正交的第一轴及第二轴,能够对入射到上述增亮膜的光中的、沿着上述第一轴偏振的光进行反射,对入射到上述增亮膜的光中的、沿着上述第二轴偏振的光进行透射。
作为第2具体例提供一种包含上述增亮膜的背光单元。
附图说明
图1是示出本发明增亮膜的截面的示意图。
附图标记:
1光扩散膜
2粘接层
3多层薄膜
4粘接层
5光扩散膜
具体实施方式
增亮膜用于提高在不具有自发光源的液晶显示器中设置为外部光源的背光单元的亮度。根据上述液晶显示器的形状、用途等的多样化,需要进一步提高在液晶显示器中要求的增亮膜的特性,作为一例,为了确保对于液晶显示器的外部环境变化的可靠性,增亮膜需要使亮度下降率最小化,以便即使外部环境发生变化也能够维持亮度特性。
在包含本发明的一实施例的上述多层薄膜的增亮膜中,在满足下述第一环境条件之后测量的亮度下降率,以及在满足下述第二环境条件之后测量的亮度下降率分别小于等于10%。第一环境条件是指在维持50℃的腔体内,将增亮膜放置1000小时,第二环境条件是指维持-20℃的腔体内,将增亮膜放置1000小时。上述各环境条件下的亮度下降率被定义为:相对于在一般的环境条件、具体而言是25℃及50%RH下测量的亮度,在上述各环境条件下测量的亮度的比例,以下都以相同的意义来使用。上述亮度下降率仅表示由上述增亮膜引起的亮度变化率,对于具体的测量方法将在以下的实施例中说明。
在满足上述第一环境条件之后测量的亮度下降率、以及在满足上述第二环境条件之后测量的亮度下降率小于等于10%,优选分别小于等于8%,更优选是分别小于等于5%。上述比例越小,采用上述增亮膜的背光单元对于如温度那样的外部环境变化的可靠性越优秀。
上述增亮膜,在满足比上述第一环境条件及上述第二环境条件更严格的条件,即下述第三环境条件之后测量的亮度下降率,以及在满足下述第四环境条件之后测量的亮度下降率分别小于等于10%。第三环境条件是指在维持60℃及95%RH的腔体内,将增亮膜放置1000小时,第四环境条件是指在重复100次70℃、60分钟~-20℃、60分钟的腔体内,将增亮膜放置到结束为止。满足如上所述的亮度下降率的增亮膜能够确保更优秀的可靠性。
根据本发明的一实施例的增亮膜,提供包含多层薄膜的增亮膜,该多层薄膜包含多个第一薄膜以及多个第二薄膜。上述增亮膜在上述多层薄膜的至少一面上包含光扩散层,该光扩散层可以是从一般的光扩散涂布液形成的涂布层的形态,也可以是在基材薄膜上包含光扩散膜的形态,即包含所有光扩散膜的形态。具体而言,光扩散膜可以理解为具有扩散功能的聚碳酸酯(Polycarbonate:PC)薄膜或具有扩散层的薄膜。
另外,可在拉伸多层薄膜的一面上附着有具有扩散层的薄膜,而在另一面上层压具有浑浊度相对低的防结块层的薄膜。这是为了赋予位于下部的光学部件之间的滑动性,防结块层的浑浊度优选为1%~30%。在浑浊度为30%以上时,当透射下部的光学部件的光入射到增亮膜时,在表面上,光散射比光透射更多,有可能使亮度降低,因此优选在形成防结块层时调节浑浊度。
当在拉伸多层薄膜上直接涂布光扩散层时,可以根据一般的方法涂布光扩散层涂布液并进行干燥来形成。此时,也在拉伸多层薄膜的一面上形成光扩散层,为了赋予位于下部的光学部件之间的滑动性,能够在另一面上形成浑浊度为1~30%级别的防结块层。
如果光扩散层为光扩散膜的形式,则为了多层薄膜与光扩散膜的层压,而能够在多层薄膜上涂布粘接层,然后层压光扩散膜。此处,上述粘接层可以是UV硬化型粘结剂。
图1虽然示出了在多层薄膜3的两侧包含粘接层2、4,在粘接层上包含光扩散膜1、5的增亮膜,但是本发明的增亮膜的结构当然不限定于此。
将光扩散膜与多层薄膜进行层压而得到的增亮膜,其亮度往往会根据温度条件及使用时间等而降低,但其一个原因有可能是多层薄膜与光扩散膜之间的层压面的层分离。当然这样的现象,在多层薄膜上涂布光扩散层涂布液来形成光扩散层的情况下也同样出现。
作为解决这样的问题而最终满足上述亮度下降率条件的一个方法,在提高多层薄膜的表面亲水性的情况下,仅通过直接涂布光扩散层涂布液或者利用粘结剂层压光扩散膜,就能够确保充分的层间贴紧力,由此能够满足上述的亮度下降率条件。
从该方面考虑时,多层薄膜的表面接触角为50°至85°,优选为70°至85°。
作为提高多层薄膜的表面亲水性的方法,虽然能够通过物理地、化学地改变表面特性的处理来进行,但是在进行物理性的处理时,虽然能够在进行挤压的同时赋予亲水性,但是很难得到令人满意的表面特性的随时间变化和亲水性。在进行化学性的改性时,虽然有在挤压工艺之后涂上底漆的方式,但是很难与形成在多层薄膜内的树脂的折射率进行匹配,从而有可能引起亮度下降,而在本发明中,作为构成第一薄膜及/或第二薄膜的树脂,优选利用没有进行固态聚合的树脂来制造多层薄膜。在由没有进行固态聚合的高分子树脂来形成多层薄膜时,能够提高多层薄膜的表面亲水性,而这能够解释为在高分子树脂的末端残留有羟基。如上所述,如果提高多层薄膜的亲水性,则能够提高多层薄膜与粘接层、粘接层-光扩散膜之间的贴紧力或者多层薄膜-光扩散层之间的贴紧力,从而能够满足增亮膜的上述亮度下降率条件。
并且,根据本发明的其它一实施例,提供如下所述的增亮膜,即该增亮膜包含:多层薄膜,其包含第一薄膜和第二薄膜;第一表层(skin layer),其形成在上述多层薄膜的一面;以及光扩散层,其形成在上述第一表层上。上述增亮膜还可以包含形成在上述多层薄膜的另一面上的第二表层,进而还可以包含形成在上述第二表层上的防结块层。此处,上述第二表层除了形成位置以外,与上述第一表层的范畴相同或类似,因此省略其详细的说明。
具有如上所述结构的增亮膜能够在提高亮度的同时使光扩散。此时,能够在上述表层上直接形成上述光扩散层来制造。由此,相比于对增亮膜赋予光扩散功能的其它方式、例如具有多层薄膜的部件及通常的层压光扩散薄膜来制造的方式,能够去除层压工艺,因此能够实现制造工艺的简单化。另外,由于能够确保增亮膜的各层间的贴紧性,因此能够减少由于长时间使用及随时间变化所引起的上述亮度下降率。
上述第一表层阻止进入到上述多层薄膜的缺陷诱发因素,从而能够提高上述增亮膜的耐久性、热稳定性、耐化学性等特性。
为了提高与形成在上述第一表层上的光扩散层的粘结力,上述第一表层能够包含高分子树脂,该高分子树脂与包含在上述光扩散层中的粘合剂树脂及/或光扩散粒子之间的粘结力优秀。作为一例,上述第一表层的上述高分子树脂的特性粘度可以小于0.5dL/g。并且,上述高分子树脂可以是没有进行固态聚合的树脂。作为更具体的例子,上述第一表层的高分子树脂可以包含从上述第一薄膜的高分子树脂及上述第二薄膜的高分子树脂中选择的至少一种,此时具有通过挤压工艺而与上述多层薄膜同时或者连续地制造上述第一表层的优点。
在利用上述没有进行固态聚合的高分子树脂来形成表层时,能够提高表层的亲水性,这能够解释为在高分子树脂的末端残留有羟基。如上所述,如果提高表层的亲水性,则能够提高表层与多层薄膜之间、表层与光扩散层间的贴紧力。此处,提高表层的亲水性的程度优选为,表层表面的接触角为50°至85°,更优选为70°至85°程度。
上述第一表层的高分子树脂的特性粘度可以是0.5dL/g以下,当超过该值时,会限制拉伸比,很难得到在低温下具有高拉伸率的多层薄膜。
上述第一表层的厚度可以与多层薄膜的厚度相同或比多层薄膜的厚度小,在超过该范围时,有可能使增亮膜的薄型化受到限制。但是,当考虑用途多样性时,能够使表层厚度变厚而使增亮膜满足适当的厚度,如果表层的厚度变厚,则在确保对于外部环境的可靠性的方面有利。
在上述一实施例中,多层薄膜可以是如下所述的形态:上述第一薄膜及第二薄膜构成一个重复单元而层压了上述重复单元,即交替多层薄膜的形态,但是并不限定于此。作为一例,在上述重复单元内的任意位置上,可以再设置上述第一薄膜、第二薄膜之外的至少一个薄膜来构成上述重复单元。作为其它的例子,能够由上述第一薄膜及第二薄膜构成的重复单元、以及具有与上述重复单元不同的层压形态的一个重复单元,规则性地或不规则性地层压。
第一薄膜可以是光学各向异性的薄膜,第二薄膜可以是光学等向性的薄膜。在上述及以下的基材中,光学等向性意味着与薄膜的平面内的所有轴有关的折射率实质上相同,光学各向异性意味着随着薄膜的平面内的轴,相关的折射率实质上有差异。
作为能够形成上述光学各向异性的第一薄膜的高分子的一例,可以包含:萘二甲酸乙二醇酯(Ethylene naphthalate)的重复单元含量为80摩尔%以上的树脂、或85摩尔%以上的树脂、或90摩尔%以上的树脂、或95摩尔%以上的树脂、或98摩尔%以上的树脂。或者,上述第一薄膜能够包含萘二甲酸乙二醇酯重复单元含量为100摩尔%的树脂,可以至少包含上述两种树脂。
上述第一薄膜可以包含萘二甲酸乙二醇酯重复单元的含量为80摩尔%以上100摩尔%以下、对苯二甲酸乙二醇酯(Ethylene terephthalate)重复单元的含量为20摩尔%以下0摩尔%以上的树脂。优选为,上述第一薄膜可以包含萘二甲酸乙二醇酯重复单元为90摩尔%以上100摩尔%以下、对苯二甲酸乙二醇酯重复单元为10摩尔%以下0摩尔%以上的树脂。
上述第一薄膜的树脂能够由萘二甲酸二甲酯(DimethylcarboxylicNaphthalate:NDC)及乙二醇(Ethylene glycol:EG)的缩合聚合;或者萘二甲酸二甲酯(Dimethylcarboxylic Naphthalate:NDC)、乙二醇(Ethylene glycol:EG)及对苯二酸(Terephthalic acid:TPA)的缩合聚合来制造。
上述光学等向性的第二薄膜可以包含萘二甲酸乙二醇酯重复单元的含量为10摩尔%以上60摩尔%以下的树脂,优选为,可以包含萘二甲酸乙二醇酯重复单元的含量为10摩尔%以上60摩尔%以下、对苯二甲酸乙二醇酯重复单元的含量为40摩尔%以上90摩尔%以下的树脂。更优选为,可以包含萘二甲酸乙二醇酯重复单元的含量为40摩尔%以上60摩尔%以下、对苯二甲酸乙二醇酯重复单元的含量为40摩尔%以上60摩尔%以下的树脂。
上述第二薄膜的树脂能够由萘二甲酸二甲酯(DimethylcarboxylicNaphthalate:NDC)、乙二醇(Ethylene glycol:EG)及对苯二酸(Terephthalic acid:TPA)的缩合聚合来制造。
上述第一薄膜及上述第二薄膜中的至少一个包含特性粘度为0.5dL/g以下的高分子树脂,优选为上述第一薄膜及上述第二薄膜都包含特性粘度为0.5dL/g以下的高分子树脂。如果上述高分子树脂的特性粘度超过上述值,则在进行拉伸工艺时有可能会出现高分子流体的流变学上的缺点。另外,有可能会在拉伸比上受到限制,很难制造在低温下具有高拉伸率的多层薄膜。考虑到这种情况,构成第一薄膜及第二薄膜的高分子中的至少一个,可以是没有进行固态聚合的树脂。
在上述第一薄膜及上述第二薄膜分别包含高分子树脂时,上述第1高分子树脂的玻璃化转变温度及上述第2高分子树脂的玻璃化转变温度的差可以是30℃以下。在上述玻璃化转变温度的差超过30℃时,进行共挤压的树脂的熔融粘度差大,因此很难均匀地调节各层的厚度,很难形成层。
上述的本发明的增亮膜,因上述第一薄膜及上述第二薄膜的缘故而在上述薄膜面内包含相互正交的第一轴及第二轴,能够使入射到上述增亮膜的光中的沿着上述第一轴偏振的光反射,使入射到上述增亮膜的光中的沿着上述第二轴偏振的光透射。上述光可以是紫外线、可视光线、红外线等。作为一例,在将上述增亮膜应用到显示器中时,上述光可以是可视光线。
为了使上述增亮膜对特定波长范围的光具有选择性的透射性及反射性,上述第一薄膜及上述第二薄膜分别具有由折射率与厚度的乘积定义的光学厚度,光学厚度可以是恒定或可变。作为一例,上述第一薄膜及上述第二薄膜的光学厚度分别为0.01μm~1.50μm,优选为0.02μm~1.00μm,更优选为0.03μm~0.90μm。
在上述第一轴上的、第一薄膜与第二薄膜之间的折射率的差可以至少为0.05。在上述第二轴上的、第一薄膜与第二薄膜之间的折射率的差可以是0.03以下。上述增亮膜包含垂直于上述薄膜面的法线方向的轴、即第三轴,在上述第三轴的、第一薄膜与第二薄膜之间的折射率的差可以是0.03以下。此处,如果在上述第一轴的、第一薄膜与第二薄膜之间的折射率的差至少比0.05小,则在第一薄膜与第二薄膜的界面上反射的光减少,可能会使亮度上升效果甚微。在上述第二轴上的、第一薄膜与第二薄膜之间的折射率的差超过0.03,或者在上述第三轴上的、第一薄膜与第二薄膜之间的折射率的差超过0.03时,在相邻的面上反射的光增加,而有可能会抑制亮度上升。对于在上述第一轴至第三轴的折射率的差,能够由通过拉伸而引发双折射性的物质、以及不引发双折射性或轻微得引发双折射性的物质来实现。此处,上述拉伸轴可以是上述第一轴。
如上所述,在包含第一薄膜及在上述第一薄膜上相邻配置的第二薄膜的增亮膜中,能够通过对第一薄膜的成分、第一薄膜与第二薄膜之间的折射率差、玻璃化转变温度差等进行微调,而确保期望的对于外部环境的可靠性。
在上述的一实施例中,光扩散层可以包含粘合剂(Binder)树脂及光扩散粒子。
上述粘合剂树脂只要由能够提高与邻接于光扩散层的其它层之间的贴紧力的材料形成即可,因此不特别限定,如上所述,由于提高了多层薄膜或者表层的亲水性,因此粘合剂树脂的种类不会对贴紧力产生很大的影响,例如可以包含聚氯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、聚酯纤维类树脂、苯乙烯类树脂、醇酸类树脂、氨基酸类树脂、聚亚安酯类树脂、环氧树脂类树脂等热硬化型或紫外线热硬化型树脂等中的一种或两种以上。
在作为上述粘合剂树脂使用聚氨酯丙烯酸酯类粘合剂树脂时,估计会残留在提高了亲水性的多层薄膜或表层的高分子树脂的末端上的羟基与粘合剂树脂的异氰酸酯基之间有可能会出现缩合反应,从而能够进一步提高上述第一表层与上述光扩散层的贴紧力。
作为包含在上述光扩散层中的光扩散粒子,可以举出有机系或无机系粒子。作为无机系粒子的一例,虽然可以举出二氧化硅、氧化锆、碳酸钙、硫酸钡、二氧化钛等,而作为有机系粒子的一例,虽然可以举出从苯乙烯、三聚氰胺甲醛、苯鸟粪胺甲醛、苯鸟粪胺三聚氰胺甲醛、丙烯、乙烯、硅、聚氨酯、甲基丙烯酸(甲酯)酯等单体得到的均聚物或共聚物等,且他们是单分散或多分散形状等,但是并不限定于此。
上述光扩散粒子的含量可以是每100重量份的粘合剂树脂中包含20~200重量份。当光扩散粒子的含量小于20重量份时,扩散功能下降,从而会出现在以正面为0而作为基准时,在上下视角50~60度的亮度下降的问题。并且,如果超过200重量份,薄膜的浑浊度增加而出现由外部冲击而引起的粒子的脱离,从而存在整体的亮度下降的问题。
另一方面,如果光扩散层包含具有相互不同粒径的光扩散粒子,则由于具有适当的遮盖性及亮度提高特性,因此上述光扩散层可以包含平均粒径为1μm~20μm的第1光扩散粒子及平均粒径为20μm~40μm的第2光扩散粒子中的至少一个。
如果在上述粒径的基础上包含折射率相互不同的光扩散粒子,则能够进一步提高遮盖性及亮度。作为一例,可以举出作为上述光扩散粒子导入平均粒径为1μm~20μm、折射率为n1的第1光扩散粒子,以及平均粒径为20μm~40μm、折射率为n2的第2光扩散粒子的情况。在上述n1与n2不同时,可以满足|n1-n2|>0.02,在不满足上述折射率差的范围时,扩散功能多少会下降、遮盖性下降,从而多层挤压中的龟纹不能遮盖,出现相对地引起不良的情况。
优选为,上述光扩散层可以以10:90~90:10的含量比来包含第1光扩散粒子和第2光扩散粒子,在超过该范围时,根据小的粒子填充大粒子之间的气隙的效果,而提高整体的薄膜的浑浊度并降低光透射度,从而有可能降低亮度。
上述光扩散层与多层薄膜层的厚度比可以是0.5以下,在不满足该范围时,虽然能够得到规定的遮盖力,但亮度有可能会降低。
上述防结块层防止与配置在上述增亮膜的一面上的其它部件之间的贴紧,使摩擦力最小化,而能够防止出现龟纹等质量的低劣。此外,上述防结块层能够防止带电现象。
上述防结块层可以包含粘合剂树脂以及珠粒,其中当以上述粘合剂树脂的含量计为100重量份时,珠粒的含量为0.1至100重量份。作为上述粘合剂树脂,可以使用在上述光扩散层的粘合剂树脂中列举的树脂,此外对于上述珠粒,能够使用由在上述光扩散层的光扩散粒子中列举的材质构成的珠粒。
上述增亮膜可以通过挤压拉伸、蒸镀、涂布等任意方法来制造,较佳能够对第一薄膜和第二薄膜进行多层挤压并拉伸来制造。以下,例如对上述挤压拉伸制造工艺进行简单说明。首先,在高分子聚合反应器中放入一定比例的萘二甲酸二甲酯(Dimethylcarboxylic Naphthalate:NDC)、乙二醇(Ethyleneglycol:EG)及对苯二甲酸(Terephthalic acid:TPA),并通过缩合聚合来制造第1高分子树脂和第2高分子树脂。优选为,第1高分子树脂及/或第2高分子树脂为没有进行固态聚合并且未完成聚合。对所制造的高分子树脂进行干燥而去除水分之后,在设置有多层进给块的挤压机中通过共挤压来制造第1高分子树脂与第2高分子树脂交替地层压的多层挤压薄膜。用单轴拉伸机以一定温度、拉伸比、拉伸速度连续地对所制造的多层挤压薄膜进行拉伸并卷取,从而能够制造增亮膜。如上所述,从没有进行固态聚合的高分子树脂得到的多层薄膜,其表面特性中的亲水性提高。之后,在根据需要在拉伸多层薄膜的两面上涂布UV硬化型粘结剂之后,层压具有扩散功能的聚碳酸酯(Polycarbonate:PC)薄膜或具有扩散层的聚酯类薄膜,并使其通过UV硬化机。通过如上所述的层压方法也能够确保温度变化及长时间使用时的亮度稳定性。在包含表层时,通过在对形成有表层的多层薄膜进行共挤压之后,将包含粘合剂树脂和光扩散粒子的溶液涂布在多层薄膜的表层上的工艺来制造。
从上述增亮膜面的法线在50度的角度上测量的相对亮度比例至少为180%,优选为至少200%,更优选为至少230%。此处,上述相对亮度比例被定义为如下所述的比例:在一定角度下,在使用上述增亮膜时测量的亮度与不使用上述增亮膜时测量的亮度的比例。上述相对亮度比例只是意味着基于有无使用上述增亮膜的亮度变化率,对于具体的测量方法,将在后面的实施例中说明。
上述增亮膜可以在液晶显示器的背光单元中应用,在应用上述增亮膜时能够实现亮度增加率为1.0以上的高亮度的背光单元。此处,亮度增加率被定义为相对于未使用增亮膜时的亮度的、使用增亮膜时的亮度,对于具体的测量方法将在后面的实施例中说明。
以下,根据实施例对本发明进行详细的说明,但本发明并不限定于实施例。
<实施例1>
在高分子聚合反应器中放入萘二甲酸二甲酯(DimethylcarboxylicNaphthalate:NDC)和乙二醇(Ethylene glycol:EG),通过缩合聚合来制造萘二甲酸乙二醇酯重复单元为100摩尔%的第1高分子树脂;在高分子聚合反应器中分别放入萘二甲酸二甲酯(Dimethylcarboxylic Naphthalate:NDC)、乙二醇(Ethylene glycol:EG)、对苯二酸(Terephthalic acid:TPA),通过如上所述的缩合聚合来制造萘二甲酸乙二醇酯重复单元为40摩尔%、对苯二甲酸乙二醇酯重复单元为60摩尔%的第2高分子树脂。第1高分子树脂及第2高分子树脂以没有进行固体状态聚合的状态下完成聚合。所制造的第1高分子树脂通过干燥机在100℃下干燥24小时除去水分,第2高分子树脂在70℃下干燥48小时除去水分。第1高分子树脂和第2高分子树脂分别以30kg/hr的速度通过256倍多层进给块来最终制造1024层多层挤压薄膜。所制造的多层挤压薄膜在130℃下以5倍拉伸比进行单轴拉伸,在拉伸的多层薄膜的两面上涂布丙烯酸类的UV硬化型粘结剂之后,层压可隆公司的扩散膜(LD102)并以500mj/cm2的光量来照射紫外线而制造增亮膜。
<实施例2~3>
在上述实施例1中,为了形成第1高分子及第2高分子树脂层,除了改变萘二甲酸二甲酯(Dimethylcarboxylic Naphthalate:NDC)、乙二醇(Ethyleneglycol:EG)及对苯二甲酸(Terephthalic acid:TPA)的投入量,如表1所示,适用萘二甲酸乙二醇酯的重复单元和对苯二甲酸乙二醇酯的重复单元的含量不同的第1高分子树脂及第2高分子树脂以外,以相同的方法来制造增亮膜。与实施例1同样,第1高分子树脂及第2高分子树脂是在没有进行固态聚合的状态下完成聚合。
<实施例4~6>
分别使用在上述实施例1~3中使用的第1高分子及第2高分子,以与实施例1相同的方法来对所制造的多层挤压薄膜进行拉伸之后,在薄膜上形成以聚氨酯丙烯酸酯类粘合剂为100重量份计时包含135重量份的粒径为10μm的聚甲基丙烯酸甲酯的扩散层,为了防止与下部光学部件之间的结块,在该扩散层的背面形成防结块层,该防结块层相对于100重量份聚氨酯丙烯酸酯粘合剂树脂包含15重量份的粒径为5μm的聚甲基丙烯酸甲酯粒子,以使浑浊度为5%,从而最终制造了增亮膜。
<比较例1>
在高分子聚合反应器中放入萘二甲酸二甲酯(DimethylcarboxylicNaphthalate,NDC)和乙二醇(Ethylene glycol,EG),通过缩合聚合来制造萘二甲酸乙二醇酯重复单元为100摩尔%的第1高分子树脂;在高分子聚合反应器中分别放入萘二甲酸二甲酯(Dimethylcarboxylic Naphthalate:NDC)、乙二醇(Ethylene glycol:EG)、对苯二酸(Terephthalic acid:TPA),通过如上所述的缩合聚合来制造了萘二甲酸乙二醇酯重复单元为40摩尔%、对苯二甲酸乙二醇酯重复单元为60摩尔%的第2高分子树脂。第1高分子树脂及第2高分子树脂进行固体状态聚合而完成聚合。所制造的第1高分子树脂通过干燥机在100℃下干燥24小时除去水分,第2高分子树脂在70℃下干燥48小时来除去水分。第1高分子树脂和第2高分子树脂分别以30kg/hr的速度通过256倍多层进给块来最终制造1024层的多层挤压薄膜。对所制造的多层挤压薄膜,在130℃下以5倍拉伸比进行单轴拉伸,在拉伸的多层薄膜的两面上涂布丙烯酸类的UV硬化型粘结剂之后,层压可隆公司的扩散膜(LD102)并以500mj/cm2的光量来照射紫外线而制造了增亮膜。
<比较例2~3>
在上述比较例1中,为了形成第1高分子及第2高分子树脂层,除了改变萘二甲酸二甲酯(Dimethylcarboxylic Naphthalate:NDC)、乙二醇(Ethyleneglycol:EG)及对苯二甲酸(Terephthalic acid:TPA)的投入量,如表1所示,适用萘二甲酸乙二醇酯的重复单元和对苯二甲酸乙二醇酯的重复单元的含量不同的第1高分子及第2高分子树脂以外,以相同的方法来制造增亮膜。与比较例1同样,第1高分子及第2高分子树脂进行固态聚合并完成聚合。
<比较例4~6>
分别利用在上述比较例1~3中使用的第1高分子及第2高分子,制造多层挤压薄膜,以与比较例1相同的方法进行拉伸之后,将与实施例4~6同样的扩散层直接涂布在拉伸的薄膜上来制造增亮膜。
对于在上述实施例及比较例中制造的增亮膜,如下所述,测量基于各自的环境变化的亮度下降率。
(1)亮度下降率
当在22寸背光单元上作为光学薄膜组合了扩散膜(XC210,可隆公司)、棱镜膜(LC217,可隆公司),在其上方层压符合各条件的增亮膜或层压一般的增亮膜时,通过如下所述的方式来测量亮度而测量基于各条件的亮度下降率,其中上述方式是放上22寸LCD面板,并在施加12V的电源之后,用亮度计(BM-7,日本TOPCON公司)来测量亮度。
(2)玻璃化转变温度
在以4mg的重量分别定量Pellet形态的第1高分子及第2高分子树脂芯片来制造试料之后,用差式扫描热量计(DSC,Perkin Elmer公司)来使温度升温到30℃~300℃的同时分别测量第1高分子及第2高分子树脂的玻璃化转变温度,从该值计算上述第1高分子及第2高分子树脂的玻璃化转变温度差。
(3)折射率
在分别独立地将第1高分子树脂和第2高分子树脂制造成片之后,在实验室规模的拉伸机中,在130℃下,以6倍单轴拉伸之后,切成50mm×50mm的大小来安装到棱镜耦合器(SPA-3DR,Sairon Technology公司),并照射632.8nm的激光来测量基于拉伸轴的折射率,从该值计算上述第1高分子及第2高分子树脂片之间的折射率差。
(4)贴紧性评价
在用UV硬化树脂(粘接层)层压被拉伸的多层薄膜和扩散膜来得到增亮膜的情况下,将增亮膜切成25mm×150mm之后,在煮沸到100℃的水中进行1小时沐浴处理,之后擦掉水汽而将扩散膜和多层薄膜分别安装到Zig,并确认在180°下以300mm/min的速度进行去皮(peeling)所需的负载(Load)值。
并且,在被拉伸的多层薄膜上直接涂布扩散层的增亮膜的情况下,用Cross Cut Test进行测量,在薄膜表面上划出裂缝而形成100多个格子之后,用粘结带(3M公司)来粘结之后撕掉,并确认附着在粘结带不脱离而留在薄膜表面上的格子个数。
(5)多层薄膜表面接触角
在将50mm×50mm大小的样品固定在Plate之后,滴下一滴DI Water而用Drop Shape Analyzer(DSA100)设备来测量接触角。在滴下一滴DI water之后,在设备上测量10次以上以求出平均,对每个样品测量9Point以求出平均。
表1
表2
表3
贴紧性 | 多层薄膜表面接触角(°) | |
实施例1 | 1.5kg/25mm | 70 |
实施例2 | 1.3kg/25mm | 71 |
实施例3 | 1.4kg/25mm | 72 |
实施例4 | 100/100 | 70 |
实施例5 | 100/100 | 72 |
实施例6 | 100/100 | 73 |
比较例1 | 0.5kg/25mm | 90 |
比较例2 | 0.45kg/25mm | 93 |
比较例3 | 0.45kg/25mm | 93 |
比较例4 | 50/100 | 90 |
比较例5 | 45/100 | 93 |
比较例6 | 45/100 | 93 |
物理性评价结果,如表2至表3所示,相比于比较例,实施例的亮度下降率特性良好,可知这样的亮度下降率特性是与多层薄膜的表面接触角及层间贴紧性有关的结果。换言之,随着提高多层薄膜的亲水性,即使直接涂布光扩散层涂布液或层压光扩散膜,也在贴紧性评价中表现出优秀的结果,这样的结果能够降低亮度下降率。
<实施例7>
将作为第1高分子树脂包含特性粘度为0.48dL/g的聚萘二甲酸乙二醇酯和作为第2高分子树脂(特性粘度为0.48dL/g)包含40摩尔%的萘二甲酸乙二醇酯的萘二甲酸乙二醇酯-对苯二甲酸乙二醇酯共聚体,分别以30kg/hr的相同速度进行共挤压,并通过256倍多层进给块来最终以1024层交替地形成之后,用3层进给块使0.48dL/g的聚萘二甲酸乙二醇酯以30kg/hr的速度向表层进行挤压,从而最终制造了具有表层的多层薄膜。上述第1高分子树脂、第2高分子树脂及表层形成树脂都是没有进行固态聚合的状态的树枝。具有上述所制造的表层的多层薄膜在125℃下以5倍拉伸比拉伸,在所拉伸的薄膜的一面形成光扩散层,该光扩散层中,相对于100重量份的聚氨酯丙烯酸酯类粘合剂树脂包含135重量份的粒径为10μm的聚甲基丙烯酸甲酯,为了防止与下部光学部件的结块,在该扩散层的背面形成防结块层,该防结块层中相对于100重量份聚氨酯丙烯酸酯粘合剂树脂包含15重量份的粒径为5μm的聚甲基丙烯酸甲酯粒子,以使浑浊度为5%,从而最终制造了增亮膜。
<实施例8>
除了作为第1高分子树脂使用特性粘度为0.5dL/g的聚萘二甲酸乙二醇酯(表层树脂也相同)以外,以上述实施例7的一系列方法来制造了增亮膜。
<实施例9~11>
如表1所示,除了使形成光扩散层的光扩散粒子比,相对于100重量份聚氨酯丙烯酸酯类粘合剂树脂,变更为100重量份、150重量份、200重量份来形成以外,通过与实施例7相同的一系列的工艺来最终制造了增亮膜。
<实施例12>
作为形成光扩散层的光扩散粒子,将平均粒径为1~20μm、折射率为1.45的第1光扩散粒子和平均粒径为20~40μm、折射率为1.50的第2光扩散粒子,相对于100重量份的聚氨酯丙烯酸酯类粘合剂树脂,分别包含100重量份来形成以外,通过与实施例7相同的一系列的工艺来最终制造增亮膜。
<参考例1>
除了作为第1高分子树脂使用特性粘度为0.6dL/g的聚萘二甲酸乙二醇酯(进行了固态聚合)来形成多层薄膜及表层以外,通过上述实施例7的一系列方法来制造增亮膜。
<参考例2~3>
如表1所示,除了使形成光扩散层的光扩散粒子比,相对于100重量份聚氨酯丙烯酸酯类粘合剂树脂,变更为20重量份、250重量份来形成以外,通过与实施例7相同的一系列的工艺来最终制造了增亮膜。
<比较例7>
将作为第1高分子树脂包含特性粘度为0.6dL/g的聚萘二甲酸乙二醇酯和作为第2高分子树脂(特性粘度为0.6dL/g)包含40摩尔%的萘二甲酸乙二醇酯的萘二甲酸乙二醇酯-对苯二甲酸乙二醇酯共聚体,分别以30kg/hr的相同速度进行共挤压,并通过256倍多层进给块来最终以1024层交替地形成之后,分别以30g/hr的速度,通过256倍多层进给块来最终制造了1024层多层挤压薄膜。对所制造的多层挤压薄膜,在130℃下以5倍拉伸比进行单轴拉伸,在拉伸的多层薄膜的两面上涂布丙烯酸系的UV硬化型粘结剂之后,层压可隆公司的扩散膜(LD102)并以500mj/cm2的光量来照射紫外线而制造了增亮膜。
将在实施例及比较例中制造的增亮膜的亮度增加率及相对亮度比例表示在表4中,将亮度下降率表示在表5中。
(1)亮度
在22寸背光单元上作为光学薄膜组合扩散膜(XC210,可隆公司)、棱镜膜(LC217,可隆公司),并层压增亮膜,在其上放上22寸LCD面板,并在施加12V的电源之后,用亮度计(BM-7,日本TOPCON公司)测量了亮度。
(2)亮度增加率
将在上面测量的亮度应用到以下的式来进行计算。
亮度增加率=(使用增亮膜时的亮度)/(未使用增亮膜时的亮度)
(3)相对亮度比例
在22寸背光单元上作为光学薄膜组合扩散膜(XC210,可隆公司)、棱镜膜(LC217,可隆公司),并分别在其上层压增亮膜或不层压增亮膜时,放上22寸LCD面板,并在施加12V的电源之后,利用通过亮度计(BM-7,日本TOPCON公司)在从增亮膜面的法线距离50度的角度上测量的亮度数值来换算相对亮度比例。
(4)贴紧性评价
在用UV硬化树脂(粘接层)层压被拉伸的多层薄膜和扩散膜来得到增亮膜的情况下,将增亮膜切成25mm×150mm之后,在煮沸到100℃的水中进行1小时沐浴处理,之后擦掉水汽而将扩散膜和多层薄膜分别安装到Zig,并确认在180°下以300mm/min的速度进行去皮(peeling)所需的负载(Load)值。
并且,在被拉伸的多层薄膜上直接涂布表层/扩散层的增亮膜的情况下,用Cross Cut Test进行测量,在薄膜表面上划出裂缝而形成100多个格子之后,用粘结带(3M公司)来粘结之后撕掉,并确认附着在粘结带不脱离而留在薄膜表面上的格子个数。
(5)表层的亲水性(接触角测量)
将50mm×50mm大小的样品固定在Plate之后,滴下一滴DI Water而用Drop Shape Analyzer(DSA100)设备来测量接触角。在滴下一滴DI water之后,在设备上测量10次以上以求出平均,对每个样品测量9Point以求出平均。
但是,在比较例7中,通过与上述相同的方法来测量多层薄膜的亲水性。
(6)亮度下降率
当在22寸背光单元上作为光学薄膜组合扩散膜(XC210,可隆公司)、棱镜膜(LC217,可隆公司),并在其上方层压符合各条件的增亮膜或层压一般的增亮膜时,通过如下所述的方式来测量亮度而测量基于各条件的亮度下降率,其中上述方式是放上22寸LCD面板,并在施加12V的电源之后,用亮度计(BM-7,日本TOPCON公司)来测量亮度。
表4
物理性评价结果,如表4所示,可知在实施例7~12中所制造的增亮膜由于表层的关系,确保了在多层薄膜上进行扩散处理时所产生的光扩散层与薄膜之间的贴紧力,在高亮度增加率和特定视角中的相对亮度比例不会减少的情况下,表现出均匀的亮度特性。另一方面,根据参考例1至3的结果,能够确认作为形成多层薄膜或表层的高分子树脂使用进行了固态聚合的树脂,或者光扩散层的粒子比等时,影响相对亮度比例或亮度增加率,特别是当在表层上直接形成光扩散层时,如果表层的高分子树脂没有进行固态聚合,则在贴紧性评价中表现出优秀的结果。
这样的结果,如下述表5所示,实施例的亮度下降率特性比比较例好,可知这样的亮度下降率特性是与表层的表面接触角及层间贴紧性有关。换言之,随着提高表层亲水性,直接涂布光扩散层涂布液,从而在贴紧性评价中表现出优秀的结果,这样的结果能够降低亮度下降率。
表5
以上,虽然说明了本发明的实施例,但是本领域普通技术人员应该清楚,在不变更其技术思想或必要特征的基础上能够以其它具体的方式来实施本发明。
因此,以上的实施例是为了向本领域普通技术人员完整地告知发明的范围而提供,应理解为都是例示,而不限定本发明,本发明仅由权利要求的范围来限定。
Claims (29)
1.一种增亮膜,具有:
多层薄膜,其包含多个光学各向异性的第一薄膜及多个光学等向性的第二薄膜;以及
光扩散层,其形成在所述多层薄膜的至少一面上,
所述第一薄膜包含萘二甲酸乙二醇酯重复单元的含量为80摩尔%以上100摩尔%以下、对苯二甲酸乙二醇酯重复单元的含量为20摩尔%以下0摩尔%以上的树脂,
所述第二薄膜包含萘二甲酸乙二醇酯重复单元的含量为10摩尔%以上60摩尔%以下、对苯二甲酸乙二醇酯重复单元的含量为40摩尔%以上90摩尔%以下的树脂,
所述多层薄膜中,作为所述第一薄膜或所述第二薄膜的树脂包含没有进行固态聚合的高分子树脂,
其中,在满足下述第一环境条件之后测量的亮度下降率,以及在满足下述第二环境条件之后测量的亮度下降率分别小于等于10%:
第一环境条件:在维持50℃温度的腔体内,将增亮膜放置1000小时;
第二环境条件:在维持-20℃温度的腔体内,将增亮膜放置1000小时。
2.如权利要求1所述的增亮膜,其中,在满足所述第一环境条件之后测量的亮度下降率,以及在满足所述第二环境条件之后测量的亮度下降率分别小于等于8%。
3.如权利要求1所述的增亮膜,其中,在满足所述第一环境条件之后测量的亮度下降率,以及在满足所述第二环境条件之后测量的亮度下降率分别小于等于5%。
4.如权利要求1所述的增亮膜,其中,在满足下述第三环境条件之后测量的亮度下降率,以及在满足下述第四环境条件之后测量的亮度下降率分别小于等于10%:
第三环境条件:在维持60℃温度及95%RH的腔体内,将增亮膜放置1000小时;
第四环境条件:在重复100次70℃、60分钟~-20℃、60分钟的腔体内,将增亮膜放置到所述100次重复结束为止。
5.如权利要求1所述的增亮膜,其中,所述多层薄膜的表面接触角为50°至85°。
6.如权利要求1所述的增亮膜,其中,所述光扩散层包括粘合剂树脂和光扩散粒子,并且,相对于100重量份的粘合剂树脂含有20~200重量份的光扩散粒子。
7.如权利要求6所述的增亮膜,其中,所述粘合剂树脂是聚氨酯丙烯酸酯类粘合剂树脂。
8.如权利要求6所述的增亮膜,其中,所述光扩散粒子包括平均粒径为1~20μm的第1光扩散粒子和平均粒径为20~40μm的第2光扩散粒子中的至少一种。
9.如权利要求6所述的增亮膜,其中,所述光扩散粒子包括平均粒径为1~20μm、折射率为n1的第1光扩散粒子以及平均粒径为20~40μm、折射率为n2的第2光扩散粒子,其中,|n1-n2|>0.02。
10.如权利要求7或8所述的增亮膜,其中,所述光扩散粒子以10:90~90:10的含量包含第1光扩散粒子和第2光扩散粒子。
11.如权利要求1所述的增亮膜,其中,所述第一薄膜包含特性粘度为0.5dL/g以下的高分子树脂。
12.如权利要求1所述的增亮膜,其中,所述第二薄膜包含特性粘度为0.5dL/g以下的高分子树脂。
13.如权利要求1所述的增亮膜,其中,
所述第一薄膜包含第1高分子树脂,
所述第二薄膜包含第2高分子树脂,
所述第1高分子树脂的玻璃化转变温度及所述第2高分子树脂的玻璃化转变温度的差为30℃以下。
14.如权利要求1所述的增亮膜,其中,所述光扩散层是在基材薄膜上包含光扩散层的光扩散膜的形态。
15.如权利要求14所述的增亮膜,其中,所述增亮膜包括:
粘接层,其形成在所述多层薄膜与光扩散膜之间。
16.如权利要求1所述的增亮膜,其中,所述增亮膜包括:
所述多层薄膜;
形成在所述多层薄膜的一面上的光扩散层;以及
防结块层,其形成在所述多层薄膜的另一面上。
17.如权利要求1所述的增亮膜,其中,所述增亮膜包括:
多层薄膜;
形成在所述多层薄膜的一面上的第一表层;以及
形成在所述第一表层上的光扩散层。
18.如权利要求17所述的增亮膜,其中,所述增亮膜包括形成在所述多层薄膜的另一面上的第二表层。
19.如权利要求18所述的增亮膜,其中,所述增亮膜还包括形成在所述第二表层上的防结块层。
20.如权利要求17或18所述的增亮膜,其中,所述第一及第二表层中的至少一个层包含特性粘度为0.5dL/g以下的高分子树脂。
21.如权利要求17或18所述的增亮膜,其中,所述第一表层的表面接触角、或者所述第一表层和第二表层两者的表面接触角为50°至85°。
22.如权利要求17或18所述的增亮膜,其中,所述第一表层包括没有进行固态聚合的高分子树脂,或者所述第一表层和第二表层都包括没有进行固态聚合的高分子树脂。
23.如权利要求17或18所述的增亮膜,其中,所述第一及第二表层中的至少一个层,其厚度小于等于所述多层薄膜的厚度。
24.如权利要求1所述的增亮膜,其中,所述增亮膜包括在所述薄膜面上相互正交的第一轴及第二轴,对入射到所述增亮膜的光中的、沿着所述第一轴偏振的光进行反射,而对入射到所述增亮膜的光中的、沿着所述第二轴偏振的光进行透射。
25.如权利要求24所述的增亮膜,其中,在所述第一轴上的所述第一薄膜及所述第二薄膜之间的折射率差至少为0.05。
26.如权利要求24所述的增亮膜,其中,在所述第二轴上的所述第一薄膜及所述第二薄膜之间的折射率差为0.03以下。
27.如权利要求1所述的增亮膜,其中,所述增亮膜包含垂直于所述薄膜表面的第三轴,在所述第三轴上的所述第一薄膜及所述第二薄膜之间的折射率差为0.03以下。
28.如权利要求1所述的增亮膜,其中,从所述增亮膜表面的法线距离50度的角度上测量的相对亮度比例至少为180%,其中所述相对亮度是指在一定角度下,在使用上述增亮膜时测量的亮度与不使用上述增亮膜时测量的亮度的比例。
29.一种背光单元,包含权利要求1所述的增亮膜。
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