挤压成形棱镜膜的方法和由该方法制造的棱镜膜.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910254039.5

申请日:

2009.12.15

公开号:

CN101746056A

公开日:

2010.06.23

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B29C 59/04申请日:20091215|||公开

IPC分类号:

B29C59/04; G02F1/13357

主分类号:

B29C59/04

申请人:

第一毛织株式会社

发明人:

曹圭燦; 李辰雨; 朴善弘; 金锤宽

地址:

韩国庆尚北道

优先权:

2008.12.15 KR 10-2008-0127358

专利代理机构:

北京德琦知识产权代理有限公司 11018

代理人:

齐葵;王诚华

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内容摘要

本发明提供一种挤压成形棱镜膜的方法和由此制造的棱镜膜,所述方法包括:提供熔融膜;通过使所述熔融膜穿过棱镜辊与压纹辊之间的间隙,在所述熔融膜的相反表面上同时形成棱镜图案和压纹图案;和冷却在相反表面上具有所述棱镜图案和所述压纹图案的所述熔融膜。

权利要求书

1.  一种挤压成形棱镜膜的方法,包括:
提供熔融膜;
通过使所述熔融膜穿过棱镜辊与压纹辊之间的间隙,在所述熔融膜的相反表面上同时形成棱镜图案和压纹图案;和
冷却在相反表面上具有所述棱镜图案和所述压纹图案的所述熔融膜。

2.
  如权利要求1所述的方法,其中,所述熔融膜是由基层熔融物形成的单层膜。

3.
  如权利要求1所述的方法,其中:
所述熔融膜是双层膜,所述双层膜由在基层熔融物的表面上堆叠第一硬涂层熔融物而形成;和
所述棱镜图案形成在所述基层熔融物的表面上,所述压纹图案形成在所述硬涂层熔融物的表面上。

4.
  如权利要求3所述的方法,其中,所述基层熔融物具有约50μm至约150μm的厚度,所述第一硬涂层熔融物具有约5μm至约150μm的厚度。

5.
  如权利要求1所述的方法,其中:
所述熔融膜是三层膜,所述三层膜通过在基层熔融物的一个表面上堆叠第一硬涂层熔融物并在所述基层熔融物的另一表面上堆叠第二硬涂层熔融物而形成,所述第一硬涂层熔融物和所述第二硬涂层熔融物自身包括表面;
所述棱镜图案形成在所述第二硬涂层熔融物的表面上,所述压纹图案形成在所述第一硬涂层熔融物的表面上。

6.
  如权利要求5所述的方法,其中,所述基层熔融物具有约50μm至约150μm的厚度,所述第一硬涂层熔融物和所述第二硬涂层熔融物均具有约5μm至约150μm的厚度。

7.
  如权利要求1所述的方法,其中,所述压纹辊具有约0.6μm至约4μm的表面粗糙度Ra以及约3.5μm至约10μm的高度分布指数(HDI)。

8.
  如权利要求1所述的方法,其中,所述棱镜辊和所述压纹辊被设定处于约120℃至约140℃的温度。

9.
  如权利要求1所述的方法,其中,所述熔融膜包括具有约140℃或更高的玻璃态转变温度的热塑性树脂。

10.
  如权利要求1所述的方法,其中,所述熔融膜包括在250℃和10kgf时具有约15至约100的熔融指数(MI)的热塑性树脂。

11.
  一种通过如权利要求1所述的方法生产的棱镜膜。

12.
  如权利要求11所述的棱镜膜,其中,所述棱镜膜的压纹图案面具有约0.6μm至约4μm的表面粗糙度Ra以及约3.5μm至约10μm的高度分布指数(HDI)。

13.
  如权利要求11所述的棱镜膜,其中,所述棱镜膜的棱镜图案面具有约85%至约100%的棱镜高度转印比,并包括具有约0μm至约20μm的半径的圆滑顶部的棱镜。

14.
  如权利要求11所述的棱镜膜,包括:具有约140℃或更高的玻璃态转变温度的热塑性树脂。

15.
  如权利要求11所述的棱镜膜,包括:在250℃和10kgf时具有约15至约100的熔融指数(MI)的热塑性树脂。

16.
  一种通过如权利要求3所述的方法生产的棱镜膜,其中:
所述基层熔融物具有约50μm至约150μm的厚度;和
所述第一硬涂层熔融物具有约5μm至约150μm的厚度。

17.
  一种通过如权利要求5所述的方法生产的棱镜膜,其中:
所述基层熔融物具有约50μm至约150μm的厚度;和
所述第一硬涂层熔融物和所述第二硬涂层熔融物均具有约5μm至约150μm的厚度。

说明书

挤压成形棱镜膜的方法和由该方法制造的棱镜膜
技术领域
各实施例涉及挤压成形棱镜膜的方法和通过该方法制造的棱镜膜。
背景技术
近来,显示系统,例如液晶显示器(LCD),由于其具有各种有利特征(例如,紧凑性、轻质、低功耗,等等),已广泛用作平板显示器。并且,LCD的使用已经扩展到信息显示装置,例如,移动电话、个人数字助理(PDA)、电脑、电视、OA装置,等等。根据其用途,LCD可能需要各种特性,例如,高亮度、宽视角、紧凑性、小重量,等等。特别是,均匀且高的亮度可能是所希望的。因此,一些LCD可采用图案化的膜,例如棱镜膜,以将从背光单元发射的光聚焦朝向观看者或者将光引导为沿所希望的方向。
然而,棱镜膜在其处理或组装过程中可能易于损坏。这样的损坏可能对屏幕显示产生不利影响,从而导致图像和其它质量恶化。进一步地,当例如液晶模块的点阵或多图案膜之类的其它光学部件相互重叠时,由于莫尔现象而可能产生干涉图案。
液晶显示器也可采用可设置在其后侧的耐刮透镜膜。耐刮透镜膜可包括硬涂层,该硬涂层具有凸凹图案以提供光散射功能。然而,用于形成耐刮透镜膜的硬涂层的额外的过程会增加制造时间和成本,因而降低产品收率。
发明内容
各实施例涉及挤压成形棱镜膜的方法和由此制造的棱镜膜,其呈现出优于现有技术之处。
一个实施例特征在于,提供一种保护表面并有效隐藏光源轮廓的耐刮的棱镜膜。
另一实施例特征在于,提供一种共挤压单层或多层棱镜膜的方法,通过该方法,棱镜图案和非棱镜的压纹图案同时形成在棱镜膜的相反表面上,因而能够减少制造时间和成本而同时提高产品收率。
上述和其它特征和优点中的至少一个可通过提供一种挤压成形棱镜膜的方法实现,所述方法包括:提供熔融膜;通过使所述熔融膜穿过棱镜辊与压纹辊之间的间隙,在所述熔融膜的相反表面上同时形成棱镜图案和压纹图案;和冷却在相反表面上具有所述棱镜图案和所述压纹图案的所述熔融膜。
所述熔融膜可以是由基层熔融物形成的单层膜。
所述熔融膜可以是双层膜,所述双层膜通过在基层熔融物的表面上堆叠第一硬涂层熔融物而形成;所述棱镜图案可形成在所述基层熔融物的表面上,所述压纹图案可形成在所述硬涂层熔融物的表面上。
所述基层熔融物可具有约50μm至约150μm的厚度,所述第一硬涂层熔融物可具有约5μm至约150μm的厚度。
所述熔融膜可以是三层膜,所述三层膜通过在基层熔融物的一个表面上堆叠第一硬涂层熔融物并在所述基层熔融物的另一表面上堆叠第二硬涂层熔融物而形成,所述第一和第二硬涂层熔融物自身包括表面;所述棱镜图案可形成在所述第二硬涂层熔融物的表面上,所述压纹图案可形成在所述第一硬涂层熔融物的表面上。
所述基层熔融物可具有约50μm至约150μm的厚度,所述第一和第二硬涂层熔融物可均具有约5μm至约150μm的厚度。
如权利要求1所述的方法,其中,所述压纹辊具有约0.6μm至约4μm的表面粗糙度Ra以及约3.5μm至约10μm的高度分布指数(HDI)。
所述棱镜辊和所述压纹辊可被设定处于约120℃至约140℃的温度。
所述熔融膜可包括具有约140℃或更高的玻璃态转变温度的热塑性树脂。
所述熔融膜可包括在250℃和10kgf时具有约15至约100的熔融指数(MI)的热塑性树脂。
上述和其它特征和优点中的至少一个还可通过提供一种由实施例的方法生产的棱镜膜而实现。
所述棱镜膜的压纹图案面可具有约0.6μm至约4μm的表面粗糙度Ra以及约3.5μm至约10μm的高度分布指数(HDI)。
所述棱镜膜的棱镜图案面可具有约85%至约100%的棱镜高度转印比,并包括具有约0μm至约20μm的半径的圆滑顶部的棱镜。
所述棱镜膜可包括具有约140℃或更高的玻璃态转变温度的热塑性树脂。
所述棱镜膜可包括在250℃和10kgf时具有约15至约100的熔融指数(MI)的热塑性树脂。
所述基层熔融物可具有约50μm至约150μm的厚度;所述第一硬涂层熔融物可具有约5μm至约150μm的厚度。
所述基层熔融物可具有约50μm至约150μm的厚度;所述第一和第二硬涂层熔融物可均具有约5μm至约150μm的厚度。
附图说明
通过参照附图详细描述示例性实施例,上述和其它特征和优点对本领域技术人员而言将变得更加明显,其中:
图1例示出在根据一个实施例制造棱镜膜的过程中用于同时形成棱镜图案和压纹图案的棱镜辊和压纹辊的剖视图;
图2例示出根据一个实施例在棱镜给料块中的双层树脂熔融物流的剖视图;
图3例示出根据一个实施例在棱镜给料块中的三层树脂熔融物流的剖视图;
图4例示出根据一个实施例的熔融物挤压成形方法制造的在相反表面上同时具有棱镜图案和压纹图案的单层棱镜膜的剖视图;
图5例示出根据一个实施例的熔融物共挤压成形方法制造的在其上同时形成棱镜图案和压纹图案的双层棱镜膜的剖视图;
图6例示出根据一个实施例的熔融物共挤压成形方法制造的在其上同时形成棱镜图案和压纹图案的三层棱镜膜的剖视图;
图7例示出样本表面高度数据分布的曲线图;和
图8例示出根据一个实施例的棱镜的剖视图。
具体实施方式
于2008年12月15日提交于韩国知识产权局的名称为“棱镜膜的挤压成形方法和通过该方法制造的棱镜膜”的韩国专利申请10-2008-0127358在此通过引用全文并入本文。
现在将在下文中参照附图更全面地描述示例性实施例;不过,这些示例性实施例可以以不同的方式体现,而不应理解为被限于在此所述的实施例。而是,这些实施例被提供用于使本公开内容透彻和完整,并将向本领域技术人员充分传达出本发明的范围。
在附图中,层和区域的尺寸可能会夸大以清楚例示。还应理解的是,当层或元件被称为在另一层或基底“上”时,其可直接设置在另一层或基底上,或者也可存在中间层。此外,还应理解的是,当层被称为在两层“之间”时,其可为这两层之间的唯一的层,或者也可存在一个或多个中间层。相同的附图标记在全文中表示相同的元件。
在下文中,将详细描述根据一个实施例的挤压成形方法。首先,参见图1,单层熔融膜65可通过基层熔融物制备。用于基层熔融物的树脂和添加物可被熔融并被塑造以形成基层熔融物。然后,基层熔融物可被供应到T形模具62以形成单层熔融膜65,如图1所示。然后,单层熔融膜65可穿过在具有棱镜图案的棱镜辊63与具有压纹图案的压纹辊64之间的间隙,从而将棱镜图案和压纹图案分别转印到单层熔融膜65的相反表面上,以形成单层熔融棱镜膜66。在一实施过程中,棱镜图案和压纹图案可同时分别形成在单层熔融膜65的相反表面上。然后,在其相反表面上具有棱镜图案和压纹图案的单层熔融棱镜膜66可进行冷却和固化处理,由此形成在其相反表面上分别具有棱镜图案和压纹图案的棱镜膜。
将参照图2描述另一实施例。在本实施例中,棱镜膜可通过共挤压成形方法形成。首先,双层熔融膜可通过在基层熔融物43b的表面上堆叠第一硬涂层44b而制备。特别地,用于基层熔融物43a和第一硬涂层熔融物44a的树脂可单独熔融并随后与添加物一起被塑造。可替代地,用于基层熔融物43a和第一硬涂层熔融物44a的树脂可分别与添加物一起被熔融,然后被塑造。接着,如图2中所示,基层熔融物43a和第一硬涂层熔融物44a可被供应到给料块状模具41或多歧管模具,以便被堆叠到双层熔融物中。换句话说,第一硬涂层熔融物44a可被浇入给料块状模具41的第一入口46中,基层熔融物43a可被浇入给料块状模具41的第二入口47中。然后,类似于图1中所示实施例,双层熔融物可被供应到T形模具62以形成包括基层43b和第一硬涂层44b的双层熔融膜。然后,为在双层熔融膜的相反表面上分别形成棱镜图案和压纹图案,双层熔融膜可穿过具有棱镜图案的棱镜辊63与具有压纹图案的压纹辊64之间的间隙。在一实施过程中,棱镜图案可被转印到基层43b的表面,压纹图案可被转印到第一硬涂层44b的表面,从而形成双层熔融棱镜膜。然后,在其相反表面上具有棱镜图案和压纹图案的双层熔融棱镜膜可进行冷却和固化处理,由此形成在其相反表面上分别具有棱镜图案和压纹图案的棱镜膜。
将参照图3描述另一实施例。在本实施例中,棱镜膜可通过共挤压成形方法形成。首先,三层熔融膜可通过在基层53b的一个表面上堆叠第一硬涂层54b并在基层53b的另一表面上堆叠第二硬涂层55b而制备。特别地,用于基层熔融物53a、第一硬涂层熔融物54a和第二硬涂层熔融物55a的树脂可单独熔融并随后与添加物一起被塑造。可替代地,用于基层熔融物53a、第一硬涂层熔融物54a和第二硬涂层熔融物55a的树脂可分别与添加物一起被熔融,然后被塑造。然后,如图3中所示,基层熔融物53a、第一硬涂层熔融物54a和第二硬涂层熔融物55a可被供应到给料块状模具51,以便被堆叠到三层熔融物中。可替代地,多歧管模具可被用于形成三层熔融物。换句话说,第一硬涂层熔融物54a可被浇入给料块状模具51的第一入口56中,基层熔融物53a可被浇入给料块状模具51的第二入口57中,第二硬涂层熔融物55a可被浇入给料块状模具51的第三入口58中。在此,三层熔融物可包括:通过在基层熔融物53a的相反侧上分别堆叠第一和第二硬涂层54a、55a而形成的层片结构。然后,类似于图1中所示实施例,三层熔融物可被供应到T形模具62以形成包括基层53b、第一硬涂层54b和第二硬涂层55b的三层熔融膜。然后,为了在三层熔融膜65的相反表面上分别形成棱镜图案和压纹图案,三层熔融膜可穿过具有棱镜图案的棱镜辊63与具有压纹图案的压纹辊64之间的间隙。在此,棱镜图案和压纹图案可形成在三层熔融膜的相反表面上。在一实施过程中,棱镜图案可被转印到第二硬涂层55b的表面,压纹图案可被转印到第一硬涂层54b的表面,从而形成三层棱镜膜。然后,在其相反表面上形成有棱镜图案和压纹图案的三层熔融棱镜膜可进行冷却和固化处理,由此形成在其相反表面上分别形成有棱镜图案和压纹图案的棱镜膜。
现在将详细描述根据一个实施例的棱镜膜。参见图4,由前述方法制备的单层膜10可在基层12的相反表面上分别具有棱镜图案14和压纹图案15。当棱镜膜如前所述由使用单一材料的单层膜形成时,与由使用不同材料的多层膜形成的棱镜膜相比,棱镜膜具有优势。具体而言,当膜在背光单元内经受反复加热和冷却时,单层膜不会出现不希望的尺寸变形和膜弯曲。
现在将详细描述根据另一实施例的棱镜膜。参见图5,由前述方法制备的双层膜20可包括基层22和第一硬涂层23。基层22可形成有棱镜图案24,第一硬涂层23可形成有压纹图案25。
现在将详细描述根据又一实施例的棱镜膜。参见图6,由前述方法制备的三层膜30可包括分别在基层32的相反表面上的第一和第二硬涂层33和31。第二硬涂层31可形成有棱镜图案34,第一硬涂层33可形成有压纹图案35。
在下文中,将详细描述各实施例的共有特征。在用于第一硬涂层熔融物44a或54a的树脂被浇入T形模具62的第一入口46或56中之后,第一硬涂层熔融物44a或54a可在约230至约250℃下被挤压。在一实施过程中,第一硬涂层熔融物44a或54a的挤压可在约240℃下进行。将挤压温度保持在约230℃或更高可有助于确保树脂熔融物的粘度不会增大,有利地避免了挤压不稳定性、图案转印缺陷,等等。将挤压温度保持在约250℃或更低可有助于确保不会出现过热而导致例如树脂碳化、变色,等等。在用于第二硬涂层熔融物55a的树脂被浇入T形模具62的第三入口58中之后,第二硬涂层熔融物55a的挤压也可在约230至约250℃下执行。
在用于基层熔融物43a或53a的树脂被浇入T形模具62的第二入口47或57中之后,基层熔融物43a或53a可在约270至约295℃下挤压。在一实施过程中,基层熔融物43a或53a的挤压可在约290℃下进行。将挤压温度保持在约270℃或更高可有助于确保树脂熔融物的粘度不会增大,有利地避免挤压不稳定性、图案转印缺陷,等等。将挤压温度保持在约295℃或更低可有助于确保不会出现过热而导致例如树脂碳化、变色,等等。
棱镜辊63和压纹辊64可被设定在约120至约140℃的温度下。在一实施过程中,棱镜辊63和压纹辊64可被设定在约135℃的温度下。将棱镜辊63和压纹辊64的设定温度保持在约120℃或更高可有助于确保图案转印比不会降低。将棱镜辊63和压纹辊64的设定温度保持在约140℃或更低可有助于确保树脂不会粘在辊表面上,从而有利地避免了当树脂从辊分离时在树脂上形成横线图案的脱离线。
在棱镜辊63与压纹辊64之间的夹紧压力可为约30至约90巴。在一实施过程中,在棱镜辊63与压纹辊64之间的夹紧压力可为约50巴。将夹紧压力保持在约30巴或更高可有助于确保图案转印比不会降低。将夹紧压力保持在约90巴或更低可有助于避免不希望出现的设备不稳定。
在穿过棱镜辊63与压纹辊64之间的间隙时,单层、双层或三层熔融膜可按照约5至约10米/分钟的速率(或棱镜辊和压纹辊的表面线性速率)被挤压。将挤压速率保持在约5米/分钟或更高可有助于确保图案转印比不会降低。将挤压速率保持在约10米/分钟或更低可有助于避免设备不稳定。
区别于或不同于棱镜图案的压纹图案15、25或35可形成在与形成棱镜图案14、24或34的表面相反的棱镜膜表面上。具有压纹图案15、25或35的表面可为光散射面。该光散射面可被布置作为背光单元中的光入射面。压纹图案可具有凹凸构造并可为棱镜膜提供优异的光散射性能。这样,压纹图案可防止以点或线方式布置的亮度不均匀的光源在屏幕上显现出光源的轮廓。压纹辊64的表面可进行喷砂以在棱镜膜的表面上形成压纹图案15、25或35,由此形成尺寸量级显著小于构成棱镜图案的棱镜尺寸量级的随机分布的峰和谷。压纹辊64的表面可具有约0.6至约4μm的表面粗糙度Ra和约3.5至约10μm的高度分布指数(HDI)。进一步地,在棱镜膜的表面上的压纹图案15、25或35可具有约0.6至约4μm的表面粗糙度Ra和约3.5至约10μm的HDI。将棱镜膜的表面粗糙度Ra保持在约0.6μm或更大并将棱镜膜的HDI保持在约3.5μm或更大可有助于确保光的均匀散射。将表面粗糙度Ra保持在约4μm或更小并将HDI保持在约10μm或更小可有助于确保棱镜膜的整体透光率不会降低而且不会经受局部变形。这里,高度分布指数(HDI)定义为通过表面粗糙度分析获得的表面高度分布曲线中表面高度的主分布宽度。图7例示出样本的表面高度数据的分布。在图7中,x轴表示个体(individual)表面高度,y轴表示在对应表面高度处的数据点的数量。这里,HDI是在600x480μm的单位区域中对应最高分布区域的20%表面高度的表面高度分布宽度。这可通过使用来自Wyko工业服务有限公司的轮廓仪所获得的表面高度的主分布宽度来表示。
参见图8,通过棱镜辊64形成在棱镜膜上的棱镜图案14、24或34的每个棱镜70可具有等腰三角形形状,其顶角为约80至约110度。每个棱镜70可邻接棱镜图案14、24或34中的其它棱镜70。为了有效聚焦进入棱镜下表面的光,棱镜可具有约80至约110度的顶角。在邻接的棱镜的顶点之间的棱镜跨距可为约50至约200μm。将跨距保持在约50μm或更大可有助于确保通过熔融挤压方法形成具有希望高度的棱镜。将跨距保持在约200μm或更小可有助于确保根据液晶模块的点阵生成干涉图案。
如图8中所示,棱镜高度的转印比被定义为通过将实际棱镜高度(h)除以在顶角处的理论棱镜高度(H)(即,转印比为100%的高度)所获得的值,其基于以下公式:
转印比(%)=(h/H)×100
对于通过熔融挤压方法制备的棱镜膜而言,不必具有100%的转印比。不过,将转印比保持在约85%或更大可有助于确保当光进入棱镜的下表面时棱镜膜能够有效地将光聚焦朝向棱镜的上表面。因此,棱镜膜可具有约85%至约100%的转印比。如果转印比为100%,则棱镜的顶部完全不是圆滑的。与此形成对比的是,如果转印比小于100%,则棱镜具有圆滑顶部,其半径可为约0至约20μm,这取决于棱镜顶角之间的棱镜跨距。
用于基层熔融物43a或53a、第一硬涂层熔融物44a或54a、和第二硬涂层熔融物55a的树脂可例如为能够通过熔融挤压方法加工的高透明的热塑性树脂或其复合物。所述树脂可例如包括:例如聚缩醛树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、聚酯树脂、乙烯树脂、聚苯醚树脂、聚烯烃树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物树脂、多芳基化合物树脂、聚醚砜树脂、聚苯硫醚树脂、和/或氟化树脂。
在一实施过程中,用于基层熔融物43a或53a、第一硬涂层熔融物44a或54a、和第二硬涂层熔融物55a的树脂可包括透明的聚合物树脂,例如,聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、和/或环烯类树脂。
在另一实施过程中,用于基层熔融物43a或53a的树脂可包括例如平均分子量为约15,000至约40,000的芳族聚碳酸酯(PC)。用于第一硬涂层熔融物44a或54a和第二硬涂层熔融物55a的树脂均可包括例如平均分子量为约30,000至约300,000的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。在一实施过程中,用于第一硬涂层熔融物54a和第二硬涂层熔融物55a的树脂可以相同。
进一步地,用于基层熔融物43a或53a、第一硬涂层熔融物44a或54a、和第二硬涂层熔融物55a的树脂可包括添加剂,例如,紫外线(UV)吸收剂、热稳定剂、阻燃剂、润滑剂、染料,等等。
由于棱镜膜可能被背光单元中的光源进行反复加热和冷却,因而棱镜膜可能有必要具有耐热性。因此,根据实施例的热塑性树脂可具有约140℃或更高的玻璃态转变温度(Tg)。进一步地,为了根据实施例通过熔融挤压方法生产棱镜膜,热塑性树脂可在250℃和10kgf时具有约15至约100的熔融指数(MI)。将熔融指数(MI)保持在约15或更大可有助于确保熔融树脂的粘度不会过度增大,由此确保易于使用图案辊形成棱镜图案或压纹图案。将熔融指数保持在约100或更小可有助于确保熔融树脂的粘度不会过度减小,由此确保易于生产所述膜。
棱镜膜可为薄膜,从而当来自光源的光进入棱镜膜的下表面时有效地将光沿竖直方向聚焦。棱镜膜可具有约100至约500μm的厚度。将棱镜膜的厚度保持在约100μm或更大可有助于确保棱镜膜的刚性不会降低,由此确保棱镜膜易于操作和组装。将棱镜膜的厚度保持在约500μm可有助于确保棱镜膜的整体厚度不会增大,由此实现希望的液晶装置的紧凑性。第一硬涂层熔融物44a或54a和第二硬涂层熔融物55b可隐藏例如由于棱镜膜表面上的刮痕或异物所致的屏幕缺陷。第一硬涂层熔融物44a或54a和第二硬涂层熔融物55b中的每个均可具有约5至约150μm的厚度。基层43b或53b可具有约50至约150μm的厚度。将基层43b或53b、第一硬涂层熔融物44a或54a或者第二硬涂层熔融物55b的厚度保持为大于上述数量可有助于确保在多层棱镜膜的树脂层之间存在最小的厚度差,由此避免在棱镜膜的制造过程中的界面不稳定并为棱镜膜提供表面保护功能。将厚度保持在低于上述数量可有助于确保棱镜膜的总体厚度不会增大。
将参照以下示例更详细地描述各实施例的构造和操作。应注意,以下各示例通过例示的方式给出,并且在任何意义上不应被认为是用于限制本发明的范围。而且,提供了比较例用于突出特定实施例的特定特征,而且不应被认为是将本发明的范围限制于示例中所例示的范围,也不应被认为在各方面总是一定处于本发明的范围之外。
完成的示例评价如下。
1、前亮度:散射板和棱镜膜依次设置在光源上方,使用ELDIM EZ对比系统垂直于棱镜膜平面测量棱镜膜的亮度。
2、光源可视性:散射板和棱镜膜依次设置在光源上方,根据是否观测到光源轮廓而确定光源的可视性(O表示观测到轮廓,X表示未观测到轮廓)。
3、片变形:线性荧光灯以一角度设置在棱镜膜上方,根据荧光灯是否在棱镜膜上显示为弯曲而确定片变形(O表示荧光灯显示为弯曲的,X表示荧光灯显示为线性的)。
4、铅笔硬度:符合JIS-K-5400,在室温下以45度倾角使用1kgf/cm2的载荷刮擦样本表面之后,基于肉眼观测到的刮擦程度来测量样本的铅笔硬度。当在样本表面上出现铅笔刮痕时,铅笔硬度被确定为在4B~4H之间。
示例1-1
用于LCD-TV背光单元的棱镜膜根据以下实施例制备。在单螺旋挤压机中,聚碳酸酯(PC)(可购自Chi Mei公司的Wonderlite PC-122)被熔融以形成树脂熔融物。树脂熔融物接着通过T形模具62被挤压并穿过棱镜辊64与压纹辊63之间的间隙,由此形成棱镜膜。棱镜膜在其一侧包含具有90度顶角、100μm棱镜跨距、和95%转印比的棱镜。棱镜膜的另一侧,即压纹图案面,具有1.63μm的表面粗糙度Ra和7.51μm的HDI。
示例1-2
示例1-2通过与示例1-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,棱镜膜的压纹图案面具有2.31μm的表面粗糙度Ra和6.36μm的HDI。
比较例1-1
比较例1-1通过与示例1-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,其制备是使用不具有压纹图案的镜面辊替代压纹辊64。换句话说,与棱镜表面相反的表面具有平坦表面。
比较例1-2
比较例1-2通过与示例1-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,棱镜膜形成具有130度顶角的棱镜,而且其制备是使用不具有压纹图案的镜面辊替代压纹辊64。
比较例1-3
比较例1-3通过与示例1-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,棱镜膜的压纹图案面具有3.3μm的表面粗糙度Ra和15μm的HDI。
比较例1-4
比较例1-4通过与示例1-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,棱镜膜具有300μm的棱镜跨距。
比较例1-5
比较例1-5通过与示例1-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,棱镜膜具有70%的转印比。
比较例1-6
比较例1-6通过与示例1-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,使用另一PC(可购自SABIC的LEXAN OQ1020-112),以替代前述PC(可购自Chi Mei公司的Wonderlite PC-122)。
比较例1-7
比较例1-7通过与示例1-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,使用PMMA(可购自住友化学有限公司的Sumipex EX-N),以替代PC(可购自Chi Mei公司的Wonderlite PC-122)。
示例和比较例的结构和性能被显示在表1中。使用光源和亮度计测量棱镜膜的前亮度和光源可视性。结果显示在表2中。
表1:棱镜膜的表面结构和物理性能


(*):230℃,3.8kgf
表2:示例和比较例的评价结果

  前亮度(cd/cm2)  光源分辨  片变形  E 1-1  9840  X  X  E 1-2  9865  X  X  CE 1-1  9870  O  X  CE 1-2  9510  O  X

  前亮度(cd/cm2)  光源分辨  片变形  CE 1-3  9430  X  X  CE 1-4  9810  X  X  CE 1-5  8510  X  X  CE 1-6  -  -  -  CE 1-7  9845  X  O

在表2中可见,与棱镜图案面的相反面具有平滑的(即平坦的)表面的比较例1-1和1-2形成对比的是,示例1-1和1-2的棱镜膜未显示出光源轮廓。
在棱镜顶角为130度、棱镜面的相反面为镜像面的比较例1-2中,前亮度低,且观测到了光源轮廓。进一步地,在压纹图案面具有15μm的HDI的比较例1-3中,前亮度由于例如总透光率减小而较低。在具有300μm的棱镜跨距的比较例1-4中,前亮度高,未观测到光源轮廓。比较例1-4出现由液晶模块的点阵所致的干涉图案。在具有70%的转印比的比较例1-5中,棱镜的聚光效果恶化,由此显著降低了前亮度。在树脂具有103的MI(250℃,10kgf)的比较例1-6中,粘度低,由此难以制造膜。在树脂具有119.3℃的玻璃态转变温度的比较例1-7中,棱镜膜具有低的耐热性,导致在加热过程中出现片变形。
示例2-1
用于LCD-TV背光单元的棱镜膜根据以下另一实施例制备。PC(可购自Chi Mei公司的Wonderlite PC-122)在单螺旋挤压机中被熔融以形成基层43b。PMMA(产品名称:可购自住友化学有限公司的EX-N)在单螺旋挤压机中被熔融以形成第一硬涂层44b。然后,树脂熔融物流被形成以在给料块41中的PC层的一个表面上设置PMMA层,从而形成异质双层。然后,树脂熔融物通过附接到给料块41的T形模具62被挤压并穿过棱镜辊64与压纹辊63之间的间隙,由此形成棱镜膜。棱镜膜在其一侧包含具有90度顶角、100μm棱镜跨距的棱镜。棱镜膜的另一侧,即压纹图案面,具有1.65μm的表面粗糙度Ra和7.63μm的HDI。PC层的厚度被调节为100μm,PMMA层的厚度被调节为50μm。
示例2-2
示例2-2通过与示例2-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,棱镜膜的压纹图案面具有2.20μm的表面粗糙度Ra和6.31μm的HDI。
示例2-3
示例2-3通过与示例2-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,棱镜膜的棱镜具有100度的顶角。
示例2-4
示例2-4通过与示例2-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,基层具有100μm的厚度,第一硬涂层具有50μm的厚度,棱镜跨距为196μm。
示例2-5
示例2-5通过与示例2-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,PMMA层被分为两层,这两层在给料块41中被放置在PC层的上、下表面上。然后,所述各层被挤压以形成具有70/60/20μm厚度的层的三层棱镜膜。
示例2-6
示例2-6通过与示例2-5中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,棱镜膜具有150/150/50μm厚度的层和196μm的棱镜跨距。
比较例2-1
比较例2-1通过与示例2-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,棱镜膜仅使用单螺旋挤压机制备,而不使用单螺旋挤压机,而且棱镜膜由厚度为150μm的单一PC层构成。
比较例2-2
比较例2-2通过与示例2-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,其制备是使用不具有压纹图案的镜面辊替代压纹辊。
比较例2-3
比较例2-3通过与示例2-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,棱镜膜的压纹图案面具有3.51μm的表面粗糙度Ra和16.82μm的HDI。
比较例2-4
比较例2-4通过与示例2-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,棱镜膜的棱镜具有130度的顶角。
比较例2-5
比较例2-5通过与示例2-1中相同的方法制备和评价,其不同之处在于,基层具有147μm的厚度,第一硬涂层具有3μm的厚度,基层由于界面不稳定而未形成棱镜图案和压纹图案。
示例和比较例的结构和性能被显示在表3中。使用光源和亮度计测量棱镜膜的前亮度和光源可视性。结果显示在表4中。
表3:棱镜膜的表面结构和物理性能

表4:示例和比较例的评价结果
  前亮度(cd/cm2)  光源分辨  片变形  E2-1  9837  2H  X  E2-2  9835  2H  X

  前亮度(cd/cm2)  光源分辨  片变形  E2-3  9840  2H  X  E2-4  9812  3H  X  E2-5  9836  2H  X  E2-6  9831  3H  X  CE2-1  9832  2B  X  CE2-2  9685  2H  O  CE2-3  9210  2H  X  CE2-4  9325  2H  X  CE2-5  -  -  -

在表4中可见,与棱镜膜中的棱镜图案面的相反面具有平坦表面的比较例2-1形成对比的是,示例2-1和2-2的棱镜膜未显示出光源轮廓。在没有硬涂层的比较例2-1中,棱镜膜具有低的铅笔硬度。因此,可以预计,在棱镜膜上将易于形成刮痕。在压纹图案面具有16.82μm的HDI的比较例2-3中,前亮度由于例如总透光率减小而较低。在具有130度顶角的比较例2-4中,棱镜的聚光效果恶化,由此显著降低前亮度。在硬涂层具有3μm的厚度的比较例2-5中,由于例如棱镜膜的树脂层之间的厚度差异导致在棱镜膜的制造过程中出现界面不稳定,使得棱镜膜不具有所希望的性能。
从以上描述中显见,根据一个实施例,单层棱镜膜可通过提高光使用率而有益地提高液晶显示模块的亮度,并可有效地隐藏光源轮廓。进一步地,根据该实施例,由于棱镜膜可由单一材料形成,因而棱镜膜可能不会在背光单元内出现尺寸变形和膜弯曲。
根据另一实施例,耐刮多层棱镜膜可在其一个表面上具有粗糙或压纹图案,以有效隐藏光源轮廓。进一步地,耐刮多层棱镜膜可减少由于在棱镜膜的处理或组装过程中可形成的表面刮擦或异物所致的平面缺陷的程度,使得平面缺陷在肉眼下无法察觉,由此防止图像质量恶化和其它缺陷。进一步地,由于棱镜膜的硬涂层可比基层具有更高的硬度,因而可在棱镜膜的处理过程中或组装之后减少棱镜膜表面上的刮痕。
根据另一实施例,棱镜膜可通过熔融挤压方法或熔融共挤压方法形成,其在穿过棱镜辊与压纹辊之间的间隙时在棱镜膜的相反表面上同时形成棱镜图案和压纹图案,由此简化了制造过程。而且,所述方法可减少制造时间和缺陷几率,由此提高了生产率,而同时减低了制造成本。
在此已经公开了示例性实施例,虽然采用了特定术语,但使用这些术语仅用于通常说明的目的和描述性质,而不是用于限制的目的。因此,本领域技术人员应理解,在不背离如所附权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下,可在形式和细节上进行各种改变。

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本发明提供一种挤压成形棱镜膜的方法和由此制造的棱镜膜,所述方法包括:提供熔融膜;通过使所述熔融膜穿过棱镜辊与压纹辊之间的间隙,在所述熔融膜的相反表面上同时形成棱镜图案和压纹图案;和冷却在相反表面上具有所述棱镜图案和所述压纹图案的所述熔融膜。 。

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