專利名稱：增亮膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改善的增亮膜(brightness enhancement film)及其制備方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)包含晶體管面板，該晶體管面板具有柵極線，數(shù)據(jù)線，開關(guān)元件如薄膜晶體管(TFT)，及象素電極；與該晶體管面板相對(duì)的濾色片面板，該濾色片面板具有濾色片和公共電極；及位于其間的液晶(LC)層。
象素電極與TFT連接并通過(guò)數(shù)據(jù)線被供以數(shù)據(jù)電壓。公共電極覆蓋濾色片面板的整個(gè)表面并被供以公共電壓。一對(duì)象素電極和公共電極彼此合作產(chǎn)生電場(chǎng)，將液晶置于其間形成液晶電容器。
LCD將電壓施加給象素電極和公共電極，為L(zhǎng)C層產(chǎn)生電場(chǎng)。電場(chǎng)強(qiáng)度可以通過(guò)調(diào)整LC電容器兩端的電壓來(lái)控制。因?yàn)殡妶?chǎng)決定了LC分子的取向，而分子取向決定了光通過(guò)LC層的透光率，所以透光率通過(guò)控制所施加的電壓來(lái)調(diào)整，從而得到所需的圖像。
LCD需要光源，例如人工光源或自然光。因?yàn)閮H有少量來(lái)自光源的光進(jìn)入LCD中，所以損失了大量光且LCD的亮度低。
為了增加亮度，LCD可以包含各種光學(xué)膜如增亮膜(BEF)。
BEF分為棱鏡-型BEF和反射性偏光膜(polarization film)。
反射性偏光膜透射具有預(yù)定偏光方向透射(polarization direction transmit)的光，并反射偏光方向基本上垂直于該預(yù)定偏光方向的光。所反射的光被光學(xué)膜如背光單元的反射膜再次反射向所述反射性偏光膜。此時(shí)，某些反射向反射性偏光膜的光的偏光方向被改變，以致它被透射通過(guò)反射性偏光膜，因而改善了LCD的亮度。
然而，反射性偏光膜被形成為具有不同折射率的兩層，該兩層分別被重疊多次，例如數(shù)百次以上，這增加了制造成本并使得制造過(guò)程復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種改善的增亮膜及其制備方法。
本發(fā)明的附加特征將在下面的說(shuō)明中加以闡述，并且從說(shuō)明中將部分地顯而易見，或者可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施來(lái)了解。
本發(fā)明公開了一種增亮膜(BEF)，該增亮膜包含含有摻雜劑的聚合物薄膜，其中所述摻雜劑的濃度隨著BEF的深度逐漸變化。
本發(fā)明還公開了一種制備增亮膜(BEF)的方法，該方法包括形成BEF的至少兩種固定材料(fixed material)，該兩種固定材料包含用BEF的聚合物基本均勻地固定的摻雜劑，并具有不同的摻雜劑濃度；順序?qū)訅核龉潭ú牧?；及冷卻并壓延(drawing)所層壓的固定材料。
應(yīng)該理解，前面的概述和下面的詳述都是示例性的和解釋性的，并且意在提供如所要求權(quán)利的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。


包含在說(shuō)明書中以提供本發(fā)明的進(jìn)一步理解，且被并入說(shuō)明書中而構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的附圖，舉例說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施方案，與說(shuō)明部分一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的增亮膜(BEF)的剖視圖。
圖2為表示包含在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF中的摻雜劑濃度的剖視圖。
圖3為利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF的LCD的剖視圖。
圖4為示出摻雜劑濃度隨著根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF內(nèi)深度變化的曲線圖。
圖5為示出折射率差隨著根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF內(nèi)深度變化的曲線圖。
圖6為比較根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF與常規(guī)BEF特性的表。
圖7為示出用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF中的摻雜劑類型的表。
圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的制備BEF的方法流程圖。
圖9為用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案制備BEF的T-模具(T-die)的側(cè)視圖。
圖10為圖9中所示的T-模具的正視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將在下文中參考附圖更充分地描述本發(fā)明，其中給出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施并且不應(yīng)意味著限制于在本文中所列出的實(shí)施方案。
附圖中，為了清楚起見，放大了各層和區(qū)域的厚度。在整個(gè)說(shuō)明書中，相同的數(shù)字是指相同的元件。將會(huì)理解，當(dāng)元件如層、膜、區(qū)域、基底或面板被稱作“在...(另一個(gè)元件)上”時(shí)，它可以是直接在另一個(gè)元件上或者插入元件也可以存在。相反，當(dāng)元件被稱作“直接在...(另一個(gè)元件)上”時(shí)，就沒(méi)有插入元件存在。
下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF和制備BEF的方法。
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF的剖視圖。圖2為表示包含在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF中的摻雜劑濃度的剖視圖。
參考圖1，BEF 100包含主體10和包含在該主體10中的摻雜劑20。如圖1和圖2所示，BEF 100的摻雜劑濃度朝其下部的方向減少。在圖2中，隨著顏色密度加深，摻雜劑濃度增加。
摻雜劑20沒(méi)有與主體10聚合，并且可以由高度透明的添加劑制成。摻雜劑20的折射率可以比主體10的折射率小約0.001～0.1。
BEF 100的總折射率比主體10的折射率小約0.001～0.2。不含摻雜劑20的主體10的折射率為約1.4～1.7，優(yōu)選為約1.49～1.66。
因而，BEF 100將外部入射光導(dǎo)向或聚在其中部。
BEF 100的上部包含約20重量％的摻雜劑20，BEF 100的中部包含約10重量％的摻雜劑，BEF 100的下部不含摻雜劑。另外，BEF 100的上部和中部之間的區(qū)域包含約10～20重量％的摻雜劑20，BEF 100的中部和下部之間的區(qū)域包含約0～10重量％的摻雜劑20。BEF 100的摻雜劑濃度隨著BEF100的深度逐漸變化，如圖4中的曲線圖所示。
BEF 100的主體10可以由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)構(gòu)成。
如圖7所示，可以用于BEF 100的典型摻雜劑的類型包括磷酸三苯酯(TPP)，苯硫醚(DPS)，二苯亞砜(DPSO)，苯甲酸芐酯(BEN)，及磷酸三甲苯酯(TCP)。上述類型摻雜劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)，分子量，分子體積，溶解度參數(shù)，及折射率如圖7所示。
BEF 100可以包含一種類型摻雜劑20，或者兩種或多種類型摻雜劑20。
下面的物質(zhì)可以用作摻雜劑20己二酸二異丁酯，三乙酸甘油酯，2，2，4-三甲基-1，3-二異丁酸戊二酯，月桂酸甲酯，癸二酸二甲酯，肉豆蔻酸異丙酯，丁二酸二乙酯，鄰苯二甲酸二乙酯，磷酸三丁酯，鄰苯二甲酸二環(huán)己酯，癸二酸二丁酯，鄰苯二甲酸二異辛酯，鄰苯二甲酸二辛酯，鄰苯二甲酸二異癸酯，鄰苯二甲酸丁酯，鄰苯二甲酸辛酯，己二酸二辛酯，全氟萘，全氟芳族化合物如全氟醚和全氟聚醚，二芐醚，苯氧基甲苯，1，1-二-(3，4-二甲苯基)乙烷，二苯醚，聯(lián)苯，苯硫醚，二苯甲烷，n-丁基-鄰苯二甲酸芐酯，1-甲氧苯基-1-苯乙烷，苯甲酸芐酯，溴苯，o-二氯苯，m-m-二氯苯，1，2-二溴甲烷，3-苯基-1-丙醇，鄰苯二甲酸二辛酯，及全氟聚醚。
下面的聚合物可以包含在BEF 100中聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-基化合物或它們的共聚物，聚碳酸酯-基化合物或它們的共聚物，聚偏二乙烯-基化合物或它們的共聚物，聚乙烯醇-基化合物或它們的共聚物，聚乙酸乙烯酯-基化合物或它們的共聚物，磺酸酯-基化合物或它們的共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯-基化合物或它們的共聚物，聚苯乙烯-基化合物或它們的共聚物，聚氯乙烯-基化合物或它們的共聚物，聚降冰片烯-基化合物或它們的共聚物，環(huán)烯烴-基化合物或它們的共聚物，及它們的衍生物。
下面參考圖3描述了利用BEF 100的LCD。
圖3為利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF的LCD的剖視圖。
LCD 500包含具有多個(gè)燈250的背光單元200，布置在該背光單元200上的擴(kuò)散板(spread plate)300，布置在該擴(kuò)散板300上的擴(kuò)散片(spreadsheet)350，及布置在該擴(kuò)散片上的BEF 100。BEF 100可以位于所述背光單元和顯示面板(未示出)之間。
如圖3所示，因?yàn)锽EF 100上部的摻雜劑20的折射率比BEF 100下部的摻雜劑20低，所以隨著從燈250發(fā)出的光通過(guò)BEF 100，光被沿著基本上垂直于顯示面板表面的方向折射，而不偏離到顯示面板的側(cè)面，從而防止光損失。
如上所述，BEF 100的摻雜劑濃度隨著BEF 100的深度變化。下面參考圖4、圖5和圖6，描述根據(jù)摻雜劑濃度隨著BEF深度的變化的BEF 100特性。
圖4為示出摻雜劑濃度隨著根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF 100的深度而變化的曲線圖。圖5為示出折射率差隨著根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF 100的深度變化的曲線圖。圖6為比較根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF與常規(guī)BEF的特性的表。
圖4表示摻雜劑濃度沿著BEF 100的垂直方向的變化。在圖4中，X-軸表示BEF 100的歸一化厚度，Y-軸表示BEF 100的歸一化摻雜劑濃度。在X-軸，“0”是指BEF 100的上表面，“1”是指BEF 100的下表面。
如圖4所示，摻雜劑濃度朝著BEF 100的下表面方向逐漸減少。
圖5表示BEF 100的折射率沿著其垂直方向的變化。在圖5中，X-軸表示BEF 100的歸一化厚度，Y-軸表示BEF 100的折射率差。折射率差為BEF100的總折射率“n”和在BEF 100的預(yù)定位置的折射率“n0”之間的差。因而，折射率差在BEF 100的上表面為“0”，在BEF 100的下表面為約0.008。
圖6圖示了BEF 100和常規(guī)BEF的特性。
常規(guī)BEF為反射偏光膜，其被形成為具有不同折射率的兩層，并且各層彼此重疊多次，例如，數(shù)百次以上。
“點(diǎn)”表示由亮度檢測(cè)裝置檢測(cè)的很多檢測(cè)位置。例如，13點(diǎn)平均亮度是指由亮度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的LCD的13個(gè)點(diǎn)的平均亮度值，5點(diǎn)平均亮度是指由亮度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的LCD的5個(gè)點(diǎn)的平均亮度值。亮度均勻性為檢測(cè)到的亮度值的最小值相對(duì)于最大值的比例。
當(dāng)假定從背光單元200的燈250發(fā)出的光的亮度為“100”時(shí)，亮度比較值表示通過(guò)BEF的光的亮度。亮度效率表示分別通過(guò)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF和常規(guī)BEF的光的亮度，其為百分率。
如圖6所示，至少由于亮度比較值，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF的特性不同于常規(guī)BEF。
常規(guī)BEF的亮度比較值大于本發(fā)明的BEF。然而，當(dāng)使摻雜劑濃度最優(yōu)化時(shí)，亮度比較值的差可以被克服。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF的特性與現(xiàn)有技術(shù)的常規(guī)BEF相似，然而，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的BEF的制造成本遠(yuǎn)低于常規(guī)BEF。
BEF 100的總摻雜劑濃度為約0.1～50重量％，優(yōu)選為約1～35重量％。BEF 100的摻雜劑濃度與BEF 100的熱特性成反比。隨著BEF 100的摻雜劑濃度增加，BEF 100的熱特性減少，相反，隨著BEF 100的摻雜劑濃度減少，折射率分布不變。
下面參考圖8、圖9和圖10，描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的制備BEF 100的方法。
圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案制備BEF的方法流程圖。圖9為用于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案制備BEF的T-模具的側(cè)視圖。圖10為圖9中所示的T-模具的正視圖。
如圖8所示，在操作S1中，形成至少兩種固定材料，該固定材料包含被用于薄膜的聚合物基本均勻地固定的摻雜劑。該兩種固定材料可能具有彼此不同的摻雜劑濃度。
如圖9和圖10所示，在操作S2中，將固定材料注入到T-模具900的各自入口910和920中，并在該入口910和920被連接在一起的空間沿基本上橫向?qū)⑵鋵訅?。層壓的固定材料通過(guò)出口930輸出。固定材料的層壓順序根據(jù)摻雜劑濃度界定。例如，將具有最低摻雜劑濃度的固定材料層壓或形成為最下層，將具有最大摻雜劑濃度的固定材料層壓或形成為最上層。
在操作S3中，然后冷卻，例如通過(guò)加熱來(lái)壓延所層壓的固定材料，從而制得具有預(yù)定厚度、預(yù)定寬度和預(yù)定特性的BEF。
通過(guò)加熱進(jìn)行的壓延可以利用輥和熱處理裝置實(shí)現(xiàn)，而且可以完成兩次，例如，一次沿橫向壓延，另一次沿機(jī)器方向壓延。
例如，在壓延過(guò)程中，因?yàn)閷訅旱墓潭ú牧咸幱谌刍蚣訜岬臓顟B(tài)，所以可能使得摻雜劑向下移動(dòng)。因而，在各層邊界區(qū)域，包含在上部固定材料層中的摻雜劑可能往下部固定材料層中移動(dòng)，以致在邊界附近的摻雜劑濃度基本上為上部固定材料層和下部固定材料層之間的中間值。因此，摻雜劑濃度隨著BEF 100的深度逐漸變化。
BEF 100的上部包含約20重量％的摻雜劑20，BEF的中部包含約10重量％的摻雜劑，而在BEF的下部基本上不含摻雜劑。
通過(guò)該制備方法形成的層壓的固定材料可以包含分別具有約20重量％、約10重量％和約0重量％的摻雜劑的三種固定材料。可以將包含約20重量％的固定材料層壓為最上層，可以將包含約10重量％的固定材料層壓為中間層，可以將包含約0重量％的固定材料層壓為最下層。
可以形成具有不同于上述的摻雜劑濃度的BEF。例如，最下層可以包含若干摻雜劑，和/或固定材料數(shù)可以改變。
根據(jù)至少本發(fā)明的上述實(shí)施方案，摻雜劑濃度隨著BEF的深度逐漸變化。因而，使得BEF制備方法更簡(jiǎn)單，并且BEF的制造成本減少。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，顯而易見可以在本發(fā)明中進(jìn)行各種修改和變更，而不脫離本發(fā)明的構(gòu)思或范圍。因而，假如對(duì)本發(fā)明的修改和變更在所附權(quán)利要求書和它們的等價(jià)物的范圍內(nèi)，本發(fā)明意在覆蓋它們。
權(quán)利要求
1.一種增亮膜(BEF)，包含含有摻雜劑的聚合物薄膜，其中所述摻雜劑的濃度隨著BEF的深度逐漸變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的BEF，其中所述摻雜劑的折射率比聚合物的折射率低約0.001～0.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的BEF，其中所述BEF的折射率比僅由聚合物構(gòu)成的薄膜的折射率低約0.001～0.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的BEF，其中所述摻雜劑包含至少兩種類型的摻雜劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的BEF，其中所述摻雜劑為選自下列中的至少一種化合物己二酸二異丁酯，三乙酸甘油酯，2，2，4-三甲基-1，3-二異丁酸戊二酯，月桂酸甲酯，癸二酸二甲酯，肉豆蔻酸異丙酯，丁二酸二乙酯，鄰苯二甲酸二乙酯，磷酸三丁酯，鄰苯二甲酸二環(huán)己酯，癸二酸二丁酯，鄰苯二甲酸二異辛酯，鄰苯二甲酸二辛酯，鄰苯二甲酸二異癸酯，鄰苯二甲酸丁酯，鄰苯二甲酸辛酯，己二酸二辛酯，全氟萘，全氟芳族化合物如全氟醚和全氟聚醚，二芐醚，苯氧基甲苯，1，1-二-(3，4-二甲苯基)乙烷，二苯醚，聯(lián)苯，苯硫醚，二苯甲烷，n-丁基-鄰苯二甲酸芐酯，1-甲氧苯基-1-苯乙烷，苯甲酸芐酯，溴苯，o-二氯苯，m-m-二氯苯，1，2-二溴甲烷，3-苯基-1-丙醇，及鄰苯二甲酸二辛酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的BEF，其中所述聚合物薄膜的聚合物選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯-基化合物或它們的共聚物，聚碳酸酯-基化合物或它們的共聚物，聚偏二乙烯-基化合物或它們的共聚物，聚乙烯醇-基化合物或它們的共聚物，聚乙酸乙烯酯-基化合物或它們的共聚物，磺酸酯-基化合物或它們的共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯-基化合物或它們的共聚物，聚苯乙烯-基化合物或它們的共聚物，聚氯乙烯-基化合物或它們的共聚物，聚降冰片烯-基化合物或它們的共聚物，環(huán)烯烴-基化合物或它們的共聚物，及它們的衍生物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的BEF，其中所述摻雜劑的濃度為約0.1～50重量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的BEF，其中所述摻雜劑的濃度為約1～35重量％。
9.一種制備增亮膜(BEF)的方法，包括形成BEF的至少兩種固定材料，該兩種固定材料包含用BEF的聚合物基本均勻地固定的摻雜劑，并具有不同摻雜劑濃度；順序?qū)訅涸摴潭ú牧希患袄鋮s并壓延層壓的固定材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述固定材料之一的摻雜劑濃度為“0”。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述固定材料被按照基于固定材料的摻雜劑濃度的順序?qū)訅骸?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中具有最小摻雜劑濃度的固定材料分層為最下層。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述層壓的固定材料被沿著橫向和機(jī)器方向壓延。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，當(dāng)所述層壓的固定材料被壓延時(shí)，包含在上層的固定材料中的摻雜劑向鄰近上層的下層固定材料中移動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種增亮膜(BEF)，該BEF包含含有摻雜劑的聚合物薄膜，其中所述摻雜劑的濃度隨著BEF的深度逐漸變化。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1967342SQ200510124738
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者崔震成, 鄭鎮(zhèn)美, 金東勛, 李正煥, 樸辰赫 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社