专利名称：光扩散膜及相关背光模块的制作方法
技术领域：
本发明与光扩散膜及相关背光模块有关；而该光扩散膜具有使穿透光线扩散的功能，且特别适用于液晶显示装置的背光模块；而该背光模块使用该光扩散膜。
以下针对前述背光模块20的功能进行说明。首先，来自灯管21向导光板22射出的光线，会受到导光板22背面的反射点或反射膜(未在图中显示)所反射，然后由导光板22的表面射出。接着，由导光板22射出的光线会射入光扩散膜23，并被光扩散膜23所扩散，然后由光扩散膜23的表面射出。接着，由光扩散膜23射出的光线会射入棱镜膜24，并经由棱镜部24a以在近法线方向呈尖峰分布的光线向外射出；而该棱镜部45a于棱镜膜24的表面所形成。
如上所述，由灯管21所射出的光线被光扩散膜23所扩散，再经由棱镜膜24以在近法线方向呈尖峰分布而折射，进而对表面侧的液晶层(未在图中显示)的全面进行照射。又，虽未在图中显示，但棱镜膜24的表面侧更配设有光扩散膜；其目的在于降低上述棱镜膜24的集光特性，保护棱镜部24a，及防止偏光板等液晶面板与棱镜膜24黏接在一起。
如图3(b)所示，背光模块20的光扩散膜23通常具备基材层26，其呈透明，且由合成树脂所制成；光扩散层27，其在基材层26的表面叠层而成；及黏接防止层28，其在基材层26的背面叠层而成(譬如，可参考特开平7-5305号公报、特开2000-89007号公报等)。该光扩散层27方面，在黏合剂29中含有光扩散剂30，利用光扩散剂30来发挥使穿透光线进行扩散的功能。此外，在黏接防止层28方面，在黏合剂31中分散含有少量珠粒32，而该少量珠粒32的下部凸出于黏合剂31的背面，如此可防止光扩散膜23的背面与导光板22的表面密合，产生干涉纹，而造成困扰。
然而，光扩散膜23通常以合成树脂来形成，因此具有容易因热或紫外线等而造成变形或变色(黄化等)的缺点。另一方面，光线产生源灯管21在发光的同时也会发热。一般而言，光扩散膜23的靠近灯管21的附近，曝露于80℃到90℃的温度下。因此光扩散膜23会引起热变形，使部份呈现弯曲，因而产生画面不均匀的缺点。
因而开发出了提高耐热性的技术(特开2000-89007号公报)，其在光扩散膜23的光扩散层27的黏合剂29中，让微小无机填充剂呈分散含有状来达成；然而该技术仍具有下列缺点(a)微小无机填充剂的分散性差，无法充份获得耐热性，(b)微小无机填充剂与黏合剂29的密合性不足，两者的界面会产生间隙，导致强度变差及光线的穿透性降低。
为解决上述问题，本发明的光扩散膜包含基材层，其呈透明状；及光扩散层，其在该基材层的表面侧叠层而成；而该光扩散层在黏合剂中包含光扩散剂；而该黏合剂由聚合物组成物所形成，且具有50℃以上80℃以下的玻璃移转温度，此光扩散膜的微小无机填充剂平均粒子直径在5nm以上50nm以下。这里所采用的「玻璃移转温度」，是采用JIS所规定的扫描热量分析(DSC)所测定到的数值。
该光扩散膜的光扩散层黏结剂基材聚合物采用的是多元醇(Polyol)，因此透明性高，而且耐候性与加工性都十分优秀。而且光扩散层的黏结剂拥有50℃以上80℃以下的玻璃移转温度，因此可以提高光扩散层的耐热性。此外，由于聚合物组成物中含有微小无机填充剂，因此更能提高光扩散层的耐热性。此外，聚合物组合物中含有微小无机填充剂，微小无机填充剂分散添加到黏结剂中能更加提高光扩散层的耐热性。由于为提升此一耐热性所分散添加的微小无机填充剂的平均粒子直径在5nm以上50nm以下，此直径比可见光的波长还小，因此能维持光扩散层的透明性。其结果为，该光扩散膜更能抑制因热所引起的弯曲及黄化，且可防止因含有微小无机填充剂所导致的光线穿透率下降问题。
此外，更具备黏接防止层，其叠层于上述基材层的背面侧。而该黏接防止层在黏合剂中分散含有颗粒，该黏结防止层是由含多元醇(polyol)与微小无机填充剂的聚合物组成物所构成，且具有50℃以上80℃以下的玻璃移转温度，该微小无机填充剂的平均粒子直径在5nm以上50nm。透过此一手段，则和上述光扩散层一样，在维持黏接防止层的透明性的同时，并提高耐候性及耐热性；其结果为，该当光扩散膜在维持透明性的同时，并可抑制弯曲及黄化。
就上述微小无机填充剂而言，可采用其表面固定着有机聚合物的微小无机填充剂。而在此所谓「固定」，并非仅指接着或附着之意，而指在有机聚合物和微小无机填充剂之间产生化学结合之意；因此当以任意的溶剂洗涤微小无机填充剂后，在洗涤液中并无法检出有机聚合物。因此，如使用表面固定着有机聚合物的微小无机填充剂，则对构成黏合剂的基材聚合物具有良好的亲合性，可形成具有涂膜物性良好的光扩散层；而该涂膜物性包括表面硬度、耐热性、耐磨性、耐候性、耐污染性等。
在上述固定着有机聚合物的微小无机填充剂中，可包含烷氧基0.01mmol/g以上50mmol/g以下。让固定于微小无机填充剂上的有机聚合物中含有该程度的烷氧基，则可带来如下结果提升微小无机填充剂和基料的基材聚合物之间的亲合性，及提高在基材聚合物中的微小无机填充剂的分散性。
上述有机聚合物中含有氢氧基，而上述聚合物组成物可包含从多功能异氢酸酯化合物、三聚氢胺化合物、及氨基塑料树脂中选出的一种或两种以上之物。透过该手段，可使有机聚合物及黏合剂基料因架桥结构而结合，而提供涂膜物性良好的涂膜；而该涂膜物性包括保存安定性、耐污染性、可弯曲性、耐候性等。而该有机聚合物系固定于微小无机填充剂表面上。
上述聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇也可包含环烷基。如使用含有环烷基的聚醚型多元醇或丙烯酸多元醇作为基材聚合物，则可提高黏合剂之憎水性(拨水性、耐水性)，并在高温高湿条件下，改善该当光扩散膜的耐弯曲性及尺寸安定性等。又，光扩散层的硬度、耐候性、耐溶剂性等之涂膜基本性能也可提升。此外，与表面固定着有机聚合物的微小无机填充剂之间的亲合性，及微小无机填充剂的均一分散性会变得更好。
在上述聚合物组成物中，可包含脂肪族异氢酸酯来作为硬化剂。如在聚合物组成物中使用脂肪族异氢酸酯作为硬化剂，则可防止光扩散层或黏接防止层的黄化。
因此，在液晶显示装置用的背光模块中，如具备该当光扩散膜，则如上所述，光扩散膜因热或紫外线所造成的弯曲或黄化较少，因此可抑制液晶显示装置的亮度不均匀及防止亮度的降低。而该液晶显示装置用的背光模块让来自灯管的光线分散并将之引导到表面侧。
图2与
图1不同型态的光扩散膜的模式化剖面图。
图3(a)一般边光型背光模块的模式化立体图。
图3(b)一般光扩散膜的模式化剖面图。
图1的光扩散膜1具备基材层2；及光扩散层3，其在基材层2的表面叠层而成。
由于必须让光线穿透的缘故，因此基材层2由透明，特别是由无色透明的合成树脂所形成。可用于该基材层2的合成树脂并无特殊限制，譬如，可使用聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚乙奈(polyethylenenaphthalate)、丙烯酸(acrylic)树脂、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚烯(polyolefine)、醋酸纤维(cellulose acetate)、耐气候变化性氯乙烯等。其中，尤其以具有优异透明性且强度高的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)为佳，而如为经过改善可挠性能的聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)则更理想。
基材层2的厚度(平均厚度)并无特殊限制，譬如，维持在10μm以上500μm以下的范围，其中以35μm以上250μm以下为佳，特别以50μm以上188μm以下最理想。如基材层2的厚度未满上述范围，则在进行树脂组成物的涂抹时，容易形成卷曲，会造成施工困难等不便；而该树脂组成物系用于形成光扩散层3。相对的，如基材层2的厚度超过上述范围，则可能使液晶显示装置的亮度降低，并使背光模块的厚度变大，而违反液晶显示装置的薄型化的需求。
光扩散层3具备黏合剂4；及光扩散剂5，其包含于该黏合剂4中。由于光扩散层3中含有光扩散剂5，因此可让由背面向表面穿透该光扩散层3的光线呈现均一扩散。又，光扩散剂5的一部份的上端凸出于黏合剂4上。由于把光扩散剂5埋设于黏合剂4上，同时也让光扩散剂5凸出于黏合剂4上，故可让光线更良好地扩散。光扩散层3的厚度(除光扩散剂5外的黏合剂4部份的厚度)并无特殊限制，譬如，可维持在10μm以上30μm以下的范围。
光扩散剂5可扩散光线的粒子，其可概分为有机填料和无机填料。具体而言，无机填料可使用硅(silica)、氢氧化铝、氧化铝、氧化锌、硫化钡(batrium)、镁硅酸盐(magnesium silicate)，或是上述物质的混合物。具体的有机填料材料有丙烯酸(acrylic)树脂、丙烯(月青)(acrylonitrile)树脂、聚亚胺酯(polyurethane)、聚氯乙烯、聚苯乙烯(polystyrene)、聚丙烯(月青)(polyacrylonitrile)、聚(酉先)胺(polyamide)等，其中最好是采用透明性很高的丙烯酸树脂，尤其是聚甲烯甲基丙烯酸酯(polymethyle methacrylate)(PMMA)最佳。
光扩散剂5的形状并无特殊限制，譬如，球状、针状、棒状、纺锤状、板状、鳞片状、纤维状等。其中，以光扩散性优异的珠粒状为佳。
光扩散剂5的平均粒子径的下限以1μm或2μm，乃至于5μm为佳；而光扩散剂5的平均粒子径的上限以50μm或20μm，乃至于15μm为佳。其原因在于，如光扩散剂5的平均粒子径未满上述范围，则光扩散剂5所形成的光扩散层3表面的凹凸较小，有无法达到光扩散膜所需光扩散性之虞；相对的，如扩散剂5的平均粒子径超过上述范围，则光扩散膜1的厚度增大，且使得均一扩散变得困难。
光扩散剂5的组成量(对聚合物组成物中的基材聚合物每100单位的固体份的换算组成量；而聚合物组成物黏合剂4的形成材料)的下限，以10单位特别是20单位，乃至于50单位为佳；而该组成量的上限，以500单位，特别是300单位，乃至于100单位为佳。其原因在于，如光扩散剂5的组成量未满上述范围，则光扩散性会变得不足；相对的，如光扩散剂5的组成量超过上述范围，则将光扩散剂5固定的效果变差。再者，在配设于棱镜膜的表面侧，即所谓上用光扩散膜的情形，由于不需要高度光扩散性之故，所以在光扩散剂的组成量方面，以10％以上40％以下，尤其以10％以上30％以下为佳。
黏结剂4是将聚合物组成物架桥硬化而形成。该聚合物组合物含有多元醇、微小无机填充剂，其它也适量添加硬化剂、可塑剂、分散剂、带电防止剂、各种调整剂(leveling)、紫外线吸收剂、抗氧化剂、黏性改质剂、润滑剂等。该黏结剂4的玻璃移转温度为50℃以上80℃以下，最好设在60℃以上70℃以下。因此，由于黏结剂4优秀的耐气候变化性、耐热性、强度等，更加提高光扩散层3甚至该光扩散片1的耐气候变化性、耐热性、强度、使用性。此外，黏结剂4由于须让光线穿透，因此须为透明，尤其以无色透明为佳。
该多元醇(Polyol)可使用含氢氧基不饱和单量体的单量体成份重合而得的多元醇、在氢氧基过剩条件下所得的聚酯多元醇(Polyester polyol)，或是单独或将2种以上混合使用。
含氢氧基不饱和单量体有(a)丙烯酸(acrylic)2-羟基(hydroxy)、丙烯酸2-羟丙烯(hydroxypropyl)、异丁烯(methacryl)2-羟基、异丁烯2-羟丙烯、烯丙醇(allyl alchol)、类烯丙醇(homo allyl alchol)、硅醇(silica alchol)、丁烯醇(crotonil alchol)等含氢氧基的不饱和单量体，(b)Ethylene Glycol、Ethyleneoxide、Propylene glycol、Propylene oxide、Butylene Glycol、Butylene oxide、1，4-Bis(Hydroxy methyl)Cyclohexane、Phenil Glycidil ether、Glycidil Decanoete、PragcelFM-1(Daisel化学工业株式会社制)等2价乙醇或环氧(epoxy)化合物，以及如Acrylic酸、Methacryl酸、Malein酸、Humal酸、Croton酸、Itacon酸等与不饱和碳(carbon)酸反应所得含有氢氧基的不饱和单量体等。在制造多元醇时可从这些含氢氧基的不饱和单量体中选择1种或2种以上重合制造。
也可从Acrylic酸Ethyl、Acrylic酸n-Propyl、Acrylic酸Isopropyl、Acrylic酸n-Butyl、Acrylic酸tert-butyl、Acrylic酸ethyl hexil、Methacryl酸ethyl、Methacryl酸n-propyl、Methacryl酸isopropyl、Methacryl酸n-butyl、Methacryl酸tert-butyl、Methacryl酸ethyl hexil、Methacryl酸glycidil、Methacryl酸cyclohexane、Stylene、vinyl toluene、1-methylstylene、acrylic酸、methacryl酸、acrylonnitrile、醋酸vinyl、propyon酸vinyl、Stearin酸vinyl、醋酸allyl、adipin酸dialyl、itacon酸dialyl、malein酸dietyl、氯乙烯、acrylicamid、N-Metylol acrylicamid、N-putoxy methylacrylicamid、diaceton acrylicamid、ethylene、propylene、Isopropylene等当中选择1种或2种以上乙烯(ethylene)性不饱和单量体与从前述的(a)与(b)当中选择的含氢氧基不饱和单量体重合来制造多元醇。
该重合含氢氧基不饱和单量体的单量体成份所得的多元醇的平均分子量在1000以上500000以下，最好是在5000以上100000以下。此外，该氢氧基价在5以上300以下，最好是在10以上200以下，甚至在20以上150以下。
在氢氧基过剩条件下所获得的Polyester polyol可由(c)Ethylene glycol、diethylene glycol、propylene glycol、dipropylene glycol、1，3-butandiol、1，4-butandiol、1，5-butandiol、neopentyl glycol、hexanmethylen glycol、decamethylene glycol、2，2，4-trimethyl-1，3-petanediol、trimethylolpropane、hexanetriol、glyceling、penterislytol、cyclohexanediol、加水bisphenolA、bis(hydrox methyl)、cyclohexane、hydroxynonbis(Hydroxy ethyl ether)、Tris(hydroxy ether)isoxynulate、xyrilene glycol等多价乙醇与(d)Malein酸、Humal酸、kohaku酸、adipin酸、cebatin酸、azeline酸、trimet酸、terehutal酸、hutal酸、isohutal酸等多氯基酸等加入propanediol、hexanediol、polyethylene glycol、trimethylol propane等多价乙醇中的氢基数，在比前述的多氯基Carbonxil基数更多的条件下进行反应制造。
在此氢氧基过剩条件下所得的polyester polyol的平均分子量为500以上300000以下，最好是在2000以上100000以下。此外，其氢基价在5以上300以下，最好是在10以上200以下，甚至最好在20以上150以下。
作为该聚合物组合物基材的聚合物的多元醇，是由上述polyester polyol以及上述含氢氧基不饱和单量体的单量体成份重合而成，而且，最好是具有(meta)acrylic单位等的Acrylic polyol。可使用该polyester polyol与acrylic polyol中的一种，或是两者皆用也可。
另外，上述的polyester polyol与acrylic polyol中的氢氧基个数，只要每1分子在2个以上时并无特别限制，但是当固体成份中的氢氧基价在10以下时，架桥的点数会减少，会降低耐溶剂性、耐水性、耐热性、表面硬度等包覆膜的物理性质。
这种多元醇的加工性高，可轻易利用涂抹等方法形成光扩散层3。此外，以Polyester Polyol或Acrylic polyol做为基材聚合物的黏结剂4的耐气候变化性高，能减少光扩散层3的变黄等问题。另一封面，微小无机填充剂分散到黏结剂4中，可提高光扩散层3甚至光扩散片1的耐热性，也可减少弯曲变形发生。
上述的polyol也可以使用具有cycloalkyl基的polyol。这种polyol由于将cycloalkyl导入构成黏结剂4的polyol中，因此，能提高黏结剂4的斥水性(排斥水性、耐水性)，在高温高湿的条件下能改善该光扩散片的耐弯挠性、尺寸稳定性。此外，也能提高光扩散层的硬度、耐气候变化性、耐溶剂性等，提升涂膜的基本性能。
具有上述cycloalkyl基的polyol，可与具有cycloalkyl基的重合性不饱和单量体共同重合获得。具有cycloalkyl基的重合性不饱和单量体是指在分子内至少拥有1个cycloalkyl基的重合性不饱和单量体。这种具有cycloalkyl基的重合性不饱和单量体并无特别限制，但最好是如下列一般式(1)所示的重合性不饱和单量体。这种单量体可以单独使用，也可2种以上并用。 在上述一般式(1)上，R1代表氢原子或碳数1或2的碳化氢基。Z代表可具有取代基的碳数1～36的环烷基。上述碳数1或2的碳化氢基并无特殊限制，譬如，甲基或乙基等。
上述取代基并无特殊限制，譬如，碳数1～18的碳化氢基等。上述碳数1～18的碳化氢基并无特殊限制，譬如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、tert-丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一基、十二基、十三基、十四基、十五基、十六基、十七基、十八基等。
上述环烷基并无特殊限制，譬如，环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一基、环十二基、环十三基、环十四基、环十五基、环十六基、环十七基、环十八基等。
上述一般式(1)所显示的聚合性非饱和单体并无特殊限制，譬如，甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸甲基环己酯、甲基丙烯酸特丁基环己酯、甲基丙烯酸环十二酯。
上述含环烷基的聚合性非饱和单体的共聚合比率在5.0重量％以上97.9重量％以下；其中，以5.0重量％以上80.0重量％以下为佳，乃至于10.0重量％以上70.0重量％以下为最理想。如含环烷基的聚合性非饱和单体的共聚合比率比上述范围小，则涂膜的硬度、光泽等之基本性能有无法提升之虞，且多元醇的形成具极高耐候性之涂膜的作用也有消失之虞；而该多元醇把聚合性非饱和单体进行共聚合而形成。另一方面，如含环烷基的聚合性非饱和单体的共聚合比率超过上述范围，则在多元醇上，如下两种作用的平衡有变差之虞；其中一个作用由含环烷基的聚合性非饱和单体进行共聚合后而产生；而另一个作用由其它的聚合性非饱和单体进行共聚合后而产生；而该多元醇系把聚合性非饱和单体进行共聚合而形成。
在构成微小无机填充剂的无机物方面，并无特殊限制，而以无机氧化物为佳。而该无机氧化物可定义为各种含氧金属化合物，其中，金属元素主要介以与氧原子的结合而构成三次元网络。此外，在构成无机氧化物的金属元素方面，譬如，以化学元素表的II～VI族中选出者为佳，且以化学元素表的III～V族中选出者最理想。其中，以从Si、Al、Ti及Zr中所选出者为佳；而金属元素为Si的胶状二氧化硅，在耐热性提高效果及光线穿透性方面最佳。又，微小无机填充剂的形状并无特殊限制，譬如，球状、针状、板状、鳞片状、破碎状等，任意的粒子形状均可。
微小无机填充剂的平均粒子径的下限为5nm，而以10nm最理想。另一方面，微小无机填充剂的平均粒子径的上限为50nm，而以25nm最理想。其原因在于，如微小无机填充剂的平均粒子径未满上述范围，则微小无机填充剂的表面能量升高，容易造成凝集现象；相对地，如微小无机填充剂的平均粒子径超过上述范围，则因短波长的影响，呈现白浊，而无法完全维持光扩散膜1的透明性。
微小无机填充剂对聚合物组成物的基材聚合物每100单位的组成量(仅无机物成份的固体份换算组成量)的下限，以5单位为佳，如为29单位则更理想。另一方面，微小无机填充剂的上述组成量的上限，以500单位为佳，如为200单位则更佳，如为100单位则最理想。其原因在于，如微小无机填充剂的组成量未满上述范围，则无法充份防止光扩散膜1的热变形；相对地，如组成量超过上述范围，则难以组成到聚合物组成物中，有使光扩散层3的光线透过率降低之虞。
微小无机填充剂可使用其表面固定有有机聚合物之物。如使用固定有有机聚合物的微小无机填充剂，则可提高在黏合剂4中的分散性，及与黏合剂4的亲合性。在有机聚合物方面，其分子量、形状、组成、功能基的有无，并无特殊限制；可以使用任何有机聚合物。又，有机聚合物的形状可采用直锁状、分枝状、架桥状等之任意的形状。
具体而言，用于构成上述有机聚合物的树脂，譬如有甲基丙烯酸树脂、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯、聚乙烯或聚丙烯等的聚链烯烃、聚氯乙烯、偏二氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等的聚酯及其各种共聚合体，或在氨基、环氧基、羟基、羧基等功能基上部份变性的树脂。其中，以含有甲基丙烯酸单位的甲基丙烯酸系树脂、甲基丙烯酸-苯乙烯系树脂、甲基丙烯酸-聚酯系树脂等，因具有涂膜形成，故最为适合；而该甲基丙烯酸单位系有机聚合物的必要成份。此外，如为与聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇具相溶性的树脂则较理想；另一方面，与上述聚合物组合物的基材聚合物—polyol具有相溶性的树脂也很好，因此最好是含有与聚合物组合物中所含多元醇polyol相同成份者为佳。
而如为与聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇具有同一组成的树脂则为最理想。而聚酯型多元醇或丙烯酸多元醇系上述聚合物组成物的基材聚合物。
又，微小无机填充剂可在其微粒子内包含有机聚合物；如此则可对微小无机填充剂的无机物赋予适当的柔软度及韧度；而该无机物系微小无机填充剂的核心。
上述有机聚合物可使用含有烷氧基者。而在其含有量方面，相对于每1g的微小无机填充剂为0.01mmol以下50mmol以下；而该微小无机填充剂上固定有有机聚合物。具有该烷氧基，则可提高与构成黏合剂4的基料树脂之间的亲合性，及提高在黏合剂4中的分散性。
在此，所谓烷氧基以和金属元素结合的RO基来表示；而该金属元素用于形成微粒子的骨架。而该R可被取代的烷基；在微粒子中RO可相同也可不同。R的具体例有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基等。
微小无机填充剂把有机聚合物固定，而其有机聚合物的含有率并无特殊限制；但如以微小无机填充剂为基准，则含有率以0.5重量％以上50重量％以下为佳。
如上所述，固定于微小无机填充剂的有机聚合物可使用具有氢氧基者，并包含下列三者中的至少一种为佳多功能异氢酸酯化合物、三聚氢胺化合物及氨基塑料树脂；而该多功能异氢酸酯包含二个以上的功能基，而其在构成黏合剂4的聚合物组成物中与氢氧基进行反应。如此一来，微小无机填充剂和黏合剂4的基料树脂以架桥结构结合，具有良好的保存安定性、耐污染性、可弯曲性、耐候性、保存安定性等，且可获得具有光泽的涂膜。
上述多功能异氢酸酯化合物譬如有脂肪族、脂环族、芳香族及其它多功能异氢酸酯化合物或其变性化合物。多功能异氢酸酯化合物的具体例有甲苯撑二异氢酸酯、苯二甲撑二异氢酸酯、二苯甲烷二异氢酸酯、己二醇二异氢酸酯、异佛尔酮异氢酸酯、赖氨酸二异氢酸酯、2，2，4-三甲基己烷二异氢酸酯、甲基环己烷二异氢酸酯、1，6-六亚甲基二异氢酸酯之缩二量体、异氢酯体等之三量体等；该多功能异氢酸酯和丙二醇、己二醇、聚乙二醇、三羟甲基丙烷等多元醇反应所产生的残存有二个以上异氢酸酯的化合物；以及该多功能异氢酸酯化合物以如下封锁剂进行封锁后产生的封锁型多功能异氢酸酯化合物等。而该封锁剂有醇类，如乙醇、己醇等；化合物，如酚、甲酚等含酚性氢氧基；oxime肟类，如Acetolactam、甲基乙基酮肟；lactam类，如ε-Caprolactam、γ-Caprolactam等。此外，上述多功能异氢酸酯化合物也可使用一种或二种以上混用。其中，为了防止涂膜之黄化色的产生，以采用无黄化变性多功能异氢酸酯化合物为佳，而其不具有与芳香环直接结合的异氢酸酯基。
上述三聚氢胺化合物譬如有二羟甲基三聚氢胺、三羟甲基三聚氢胺、四羟甲基三聚氢胺、五羟甲基三聚氢胺、六羟甲基三聚氢胺、异丁醇醚型三聚氢胺、正丁醇醚型三聚氢胺、丁基化苯代三聚氢二胺等。
上述氨基塑料树脂譬如有烷基醚化三聚氢胺树脂、尿脂树脂、苯代三聚氢二胺等；可使用上述氨基塑料树脂的单体或两种以上的混合物或共缩合物。而该烷基醚化三聚氢胺树脂系把胺三氮杂苯进行羟甲基化，以环己醇或碳数1～6的烷醇实施烷醚化所获得；而其中具有代表性者有丁醚化三聚氢胺树脂、甲基醚化三聚氢胺树脂、甲丁基混合三聚氢胺树脂。此外，为了促进硬化，也可使用磺酸系触媒，譬如，对甲苯磺酸及胺盐等。
再者，聚合物组成物中也可含有异氢酸酯来作为硬化剂。由于聚合物组成物中含有异氢酸酯硬化剂，形成更强固的架桥结构，因此更可提升光扩散层3的涂膜物性。而该异氢酸酯可使用与上述多功能异氢酸酯化合物相同的物质；其中，尤其以可防止产生涂膜的黄化色的脂肪族异氢酸酯为佳。
此外，也可在聚合物组成物中混炼带电防止剂。利用混炼有带电防止剂的聚合物组成物来形成黏合剂4，则在该当光扩散膜1中可发现带电防止效果，可防止因静电所产生的种种不便，譬如，较不会吸引尘埃或不会与棱镜膜等重叠等。又，如把带电防止剂涂抹于表面上，则会造成表面发黏或变脏，而如在聚合物组成物中混炼带电防止剂，则可减少上述缺点。该带电防止剂并无特殊限定，譬如，烷基硫酸盐、烷基磷酸盐化合物等的阴离子带电防止剂、第四铵盐、咪唑啉化合物等阳离子带电防止剂、聚乙烯醇系、聚氧化乙烯缩水山梨糖醇一硬脂酸酯、乙醇胺类等的非离子带电防止剂、聚丙烯酸等之高分子带电防止剂等。其中，以使用带电防止效果较大的阳离子带电防止剂为佳，添加少量即可发挥带电防止效果。
接着，针对该当光扩散膜1的制造方法作说明。该当光扩散膜1的制造方法具有(a)光扩散层用涂抹液制造工序，其经由对聚合物组成物混合光扩散剂5来制造；而该聚合物组成物为构成黏合剂4；及(b)光扩散层3叠层工序，其经由把该光扩散层用涂抹液涂抹于基材层2的表面来进行叠层。
图2的光扩散膜11具备基材层2；光扩散层3，其叠层于该基材层2的表侧；黏接防止层12其叠层于该基材层2的背面；而该基材层2及光扩散层3与图1所示光扩散膜1相同，因此赋予相同组件符号，而省略其说明。如此，该当光扩散膜11也在维持透明性的同时，提高其耐候性及耐热性。
黏接防止层12具备黏合剂13；及珠粒14，其在该黏合剂13中呈现分散含有。而该黏合剂13也采取和上述光扩散层3同样的聚合物组成物(也就是包含了多元醇、微小无机填充剂，且硬化后的玻璃移转温度在50℃以上80℃以下的聚合物组成物)经架桥硬化而形成。又，珠粒14的材料使用与光扩散层3的光扩散剂5所使用相同。再者，该黏接防止层12的厚度(除珠粒14外的黏合剂13部份的厚度)并无特殊限制，譬如，可维持在1μm以上10μm以下的范围。
该珠粒14的组成量采取较少量，且珠粒14相互分离，在黏合剂13中呈分散状，且大多数的珠粒14的下端略凸出于黏合剂13上。因此，当把该光扩散膜11和导光板进行叠层时，凸出的珠粒14下端会与导光板的表面抵接，使光扩散膜11的背面的整面不会和导光板抵接。如此则可防止光扩散膜11和导光板黏接，因此可抑制液晶显示装置产生画面不均匀。
由于该光扩散膜11在构成黏结防止层12的黏结剂13的聚合物组合物中也含有微小无机填充剂，因此能更进一步提高光扩散膜11的耐热性、耐磨损性、耐气候变化性、耐污染性等涂膜的物理性质，更加抑制弯曲问题。此外，前述构成黏结剂13的聚合物组合物中也含有多元醇作为基材聚合物，因此硬化后具有玻璃移转温度50℃以上80℃以下的作用，也更能提升耐久性与耐气候变化性。
接着，说明光扩散膜11的制造方法。该当光扩散膜11的制造方法包含(a)光扩散层用涂抹液制造工序，其经由对聚合物组成物混合光扩散剂5来制造；而该聚合物组成物为构成黏合剂4；(b)光扩散层3叠层工序，其经由把该光扩散层用涂抹液涂抹于基材层2的表面来进行叠层；(c)黏接防止层用涂抹液制造工序，其经由把珠粒14混合入聚合物组成物中来制造，而该聚合物组成物为构成黏合剂13；及(d)黏接防止层12的叠层工序，其经由把该黏接防止层用涂抹液涂抹于基材层2的背面来进行叠层。
因此，在具备灯管、导光板、光扩散膜、棱镜膜等，且可把来自灯管的光线分散并引导到表面侧的液晶显示装置用的背光模块中，如使用上述光扩散膜1、11为光扩散膜，则因该当光扩散膜1、11具有高耐热性、高耐候性等涂膜物性，所以即使受灯管所产生的热或来自外部的紫外线所照射，也不容易造成弯曲或黄化，故可抑制液晶显示装置的画面亮度不均匀及防止亮度的降低。实例以下根据实施例对本发明做详细介绍，但本实施例的记载，并非对本发明做限制性的解释。
使用性方面，在检查、搬运、组装到背光模块上的过程中，光扩散片如(1)没有发生受伤或膜破裂时画◎(2)几乎没有发生受伤或膜破裂时画○(3)表面容易受伤画△(4)端面等发生膜破裂时画×在耐热性方面，把各光扩散膜组合到12.3时的背光模块中，置入60℃90％RH的环境测试器中，并开启灯管，经过1小时、2小时、4小时、8小时、12小时、24小时后，从光扩散片是否有弯曲以及弯曲的程度，以及背光模块中亮度不均的发生状况进行判定，(1)完全没有亮度不均匀现象、完全无弯曲产生时◎(2)几乎无亮度不均匀现象、仅有极微小弯曲产生时○
表1使用性与耐热性评价结果
如上述表1所示，黏结剂的玻璃移转温度越高，耐热性越好。另一方面，玻璃移转温度在50℃以下的比较例1与3的光扩散膜表面上容易发生伤痕，在玻璃移转温度超过80℃的比较例2与4的光扩散膜上发生了膜破裂情形，降低了使用性。因此，在玻璃移转温度在50℃以上80℃以下的实施例1～8的光扩散膜中，尤其是玻璃移转温度在60℃以上70℃以下的实施例2，3，6与7当中，光扩散膜都显示具有很高的耐热性与使用性。
权利要求
1.一种光扩散膜，其特征在于具备透明的基材层，在基材层表面重叠有光扩散层；而该光扩散层的黏结剂中含有光扩散剂；而该黏结剂是由含多元醇与微小无机填充物以及光稳定剂的聚合物组成物所构成，且具有50℃以上80℃以下的玻璃移转温度，该微小无机填充剂的平均粒子直径为5nm以上50nm以下。
2.如权利要求1所述之光扩散膜，其特征在于在上述基材层背面重叠有黏结防止层；而该黏结防止层的黏结剂中分散有珠粒；而该黏结剂是由含有具微小无机填充物的聚合物组成物所构成，且具50℃以上80℃以下的玻璃移转温度；而该微小无机填充剂的平均粒子直径为5nm以上50nm以下。
3.如权利要求1所述的光扩散膜，其特征在于上述微小无机填充剂表面固定有有机聚合物。
4.如权利要求3所述的光扩散膜，其特征在于在上述固定有有机聚合物的微小无机填充剂中添加有0.01mmol/g以上50mmol/g以下的烷氧基。
5.如权利要求3所述的光扩散膜，其特征在于上述有机聚合物具有氢氧基，且上述聚合物组成物包含下列三者中所选出的一种或二种以上多功能异氢酸酯、三聚氢胺化合物及氨基塑料。
6.如权利要求1所述之光扩散膜，其特征在于上述的多元醇中含有环链烷羟基。
7.如权利要求1所述的光扩散膜，其特征在于上述聚合物组成物包含脂肪族异氢酸酯作为硬化剂。
8.一种液晶显示装置用的背光模块，其具备光扩散膜，且可把来自灯管的光线分散并将之引导到表面侧；其特征在于该光扩散膜具备基材层，其呈透明状；及光扩散层，其在该基材层的表面侧叠层而成；而该光扩散层在黏合剂中包含光扩散剂；而该黏结剂是由含多元醇与微小无机填充物以及光稳定剂的聚合物组成物所构成，且具有50℃以上80℃以下的玻璃移转温度；而该微小无机填充剂的平均粒径在5nm以上50nm以下。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种光扩散膜及相关背光模块；而该光扩散膜在维持高度光线穿透率的同时，也可提高耐热性、耐热尺寸安定性及耐候性；及即使接受灯管的热量或紫外线照射，也不易产生弯曲或黄化等现象；而该背光模块使用该光扩散膜，并可减少亮度不均匀及亮度不足现象。本发明的光扩散膜包含基材层，其呈透明状；及光扩散层，其在该基材层的表面侧叠层而成；而该光扩散层在黏合剂中包含光扩散剂；该黏结剂是由多元醇与微小无机填充剂的聚合物组成物所构成，且具有50℃以上80℃以下的玻璃移转温度，该微小无机填充剂的平均粒子直径在5nm以上50nm以下。
文档编号B32B27/00GK1453596SQ03120980
公开日2003年11月5日 申请日期2003年3月26日 优先权日2002年3月26日
发明者上北正和, 峰尾裕 申请人:惠和股份有限公司