專利名稱：反光元件、具有反光元件的背光組件及反光元件制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及反光元件、具有該反光元件的背光組件、以及該反光元件的制造方法。特別地，本發(fā)明涉及具有改進反射性的反光元件、具有該反光元件的背光組件、以及該反光元件的制造方法。
背景技術：
通常，由于液晶顯示(LCD)裝置不是自發(fā)光的，因此需要使用背光組件。背光組件作為LCD裝置的一部分進行運行，并且影響亮度，例如，增加/降低亮度級以及LCD裝置的外觀。背光組件包括燈和鄰近該燈設置的反射薄膜，該反射薄膜用于反射來自燈的光。
圖1是示出了傳統(tǒng)的漫反射型及鏡面反射型反光元件的圖表。
參照圖1，由日本的Toray公司制造的反射薄膜包括上層、下層、以及介于上層和下層之間的中間層。中間層包括通過將聚酯薄膜與發(fā)泡化學藥品(foaming chemical)混合而形成的微小氣泡。上層和下層包括碳酸鈣。由日本的Teijin公司或美國的Dupont公司制造的反射薄膜包括具有硫酸鋇的上層和下層、以及包括發(fā)泡材料的中間層。由日本的Mitsui Chemical Inc.公司制造的反射薄膜包括具有銀的涂層，以用于鏡面反射光。
然而，由于傳統(tǒng)的反射薄膜包括多個層或銀材料，因此制造傳統(tǒng)反射薄膜的效率低并且/或者成本高。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種具有改進的反光效率和反射性的反光元件。
本發(fā)明的其他特征通過以下的描述將進行闡釋，并且部分地通過以下的描述將會變得顯而易見，或者可通過本發(fā)明的實踐而獲得。
本發(fā)明提供了一種反光元件，該反光元件包括具有多孔結構的樹脂組合物，通過將超臨界流體滲透到樹脂組合物中，并隨后將超臨界流體從樹脂組合物中釋放而形成該多孔結構。
本發(fā)明還提供了一種背光組件，其包括發(fā)光單元；以及位于反光單元下面的背光單元，該背光單元包括反光元件，該反光元件包括具有多孔結構的樹脂組合物，用于反射從發(fā)光單位發(fā)出或來自發(fā)光單位的光，通過將超臨界流體滲透到樹脂組合物中并隨后將超臨界流體從樹脂組合物中釋放，來形成該多孔結構。
本發(fā)明還提供了一種液晶顯示裝置，其包括發(fā)光單元；反光元件，位于發(fā)光單元的下面，該反光元件包括具有多孔結構的樹脂組合物，用于反射來自發(fā)光單位的光，通過將超臨界流體滲透到樹脂組合物中并將超臨界流體從樹脂組合物中釋放來形成該多孔結構；光學元件，散射從發(fā)光單元發(fā)射的光；以及顯示單元，位于光學元件上面，用于使用經過光學元件的光來顯示圖像。
本發(fā)明還提供了一種用于形成多孔結構的方法，其包括將超臨界流體滲透到樹脂組合物中；以及將超臨界流體從樹脂組合物中釋放。
本發(fā)明還提供了一種反光元件的制造方法，其包括在大約高于或等于玻璃轉化溫度的溫度下，將樹脂組合物加熱并混合；在大約大于或等于臨界壓力的壓力下，將超臨界流體滲透到樹脂組合物中；以及通過使樹脂組合物降壓至大氣壓，將超臨界流體從樹脂組合物中釋放，以形成多孔結構。
應該理解，本發(fā)明的先前的概述和隨后的詳述都是示例性的和說明性的，其目的在于提供對所要求的本發(fā)明的進一步說明。


附圖提供了對本發(fā)明的進一步理解，并且構成本申請的一部分。附圖示出了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
圖1是示出了傳統(tǒng)的漫反射型及鏡面反射型反光元件的圖表。
圖2是示出了根據本發(fā)明實施例的液晶顯示裝置的分解透視圖。
圖3是示出了根據本發(fā)明實施例的液晶顯示裝置的分解透視圖。
圖4是示出了二氧化碳的相位平衡的曲線圖。
圖5是示出了液態(tài)流體、超臨界流體、及氣態(tài)流體的框圖。
圖6是示出了根據本發(fā)明的反光元件的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像的照片。
圖7是示出了使用超臨界二氧化碳處理的薄膜的形態(tài)變化的透視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖更加全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的實施例。然而，本發(fā)明可以多種不同的方式來實現而不局限于在此描述的實施例。相反地，所提供的這些實施例，對本領域的技術人員來說，使得本發(fā)明充分公開并且完全覆蓋本發(fā)明的范圍。附圖中，為清楚起見，擴大了層和區(qū)域的厚度。
應當理解，當元件或層被指出“位于”、“連接到”、“耦合到”另一個元件或層上時，該元件可直接位于、連接到、或耦合到另一個元件或層上，或者也可在其間存在干涉元件或層。相反地，當元件或層被指出“直接位于”、“直接連接到”、“直接耦合到”另一個元件或層上時，是指在元件或層之間不存在干涉元件。通篇中相同的標號指向相同的元件。正如在此所應用的，術語“和/或”包括任何的以及所有的一個或多個相關所列術語的結合。
應當理解，盡管在此可能使用術語第一、第二等來描述不同的元件、部件、區(qū)域、層、和/或部分，但是這些元件、部件、區(qū)域、層、和/或部分并不局限于這些術語。這些術語僅用于將一個元件、部件、區(qū)域、層、或部分另一個區(qū)域、層、或部分相區(qū)分。因此，在不背離本發(fā)明宗旨的情況下，下文所述的第一元件、組件、區(qū)域、層、或部分可以稱為第二元件、組件、區(qū)域、層、或部分。
為了便于說明，在此可能使用諸如“在…之下”、“在…下面”、“下面的”、“在…上面”、以及“上面的”等的空間關系術語，以描述如圖中所示的一個元件或機構與另一元件或機構的關系。應當理解，除圖中所示的方位之外，空間關系術語將包括使用或操作中的裝置的各種不同的方位。例如，如果翻轉圖中所示的裝置，則被描述為在其他元件或機構“下面”或“之下”的元件將被定位為在其他元件或機構的“上面”。因此，示例性術語“在…下面”包括在上面和在下面的方位。裝置可以以其它方式定位(旋轉90度或在其他方位)，并且在此所描述的空間關系可相應地進行解釋。
在此使用的術語僅用于描述特定實施例而不是限制本發(fā)明。正如在此使用的，單數形式的“一個”、“這個”也包括復數形式，除非文中有其它明確指示。應當進一步理解，當在本申請文件中使用術語“包括”和/或“包含”時，是指存在所聲稱的特征、整數、步驟、操作、元件、和/或部件，但是并不排除還存在或附加一個或多個其它的特征、整數、步驟、操作、元件、部件、和/或其組合。
除非特別限定，在此所采用的所有的術語(包括技術和科技術語)具有與本發(fā)明所屬領域的普通技術人員通常所理解的意思相同的解釋。而該術語的進一步理解，例如，字典中通常采用的限定意思應該被解釋為與相關技術上下文中的意思相一致，并且除非在此進行特別限定，其不應被解釋為理想的或者過于正式的解釋。
圖2是示出了根據本發(fā)明實施例的液晶顯示裝置的分解透視圖。圖4是示出了二氧化碳的相位平衡的曲線圖。圖5是示出了液態(tài)流體、超臨界流體、及氣態(tài)流體的框圖。圖6是示出了根據本發(fā)明的反光元件的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像的照片。圖7是示出了使用處于超臨界狀態(tài)的二氧化碳處理的薄膜的形態(tài)變化的透視圖。
參照圖2，液晶顯示裝置500包括背光組件50、光學元件100、及顯示單元300。
背光組件50包括發(fā)光單元40及反光元件10，該發(fā)光單元又包括燈20及導光板30。燈20可位于導光板30的一側或兩側。
從燈20發(fā)出的第一光入射到導光板30。導光板30將第一光轉換成第二平面光。導光板30基本上為矩形的平行管狀，其具有四個側壁、與側壁連接的出光面、及與出光面相對的反光面。
反光元件10可置于所述導光板30的下面。反光元件10將從導光板30的反光面泄漏的光反射到顯示單元300。
反光元件10包括具有多孔結構的樹脂組合物。優(yōu)選地，樹脂組合物為泡沫。樹脂可以包括基于聚碳酸酯的聚合物、基于聚砜的聚合物、基于聚丙烯酸酯的聚合物、基于聚苯乙烯的聚合物、基于聚氯乙烯的聚合物、基于聚乙烯醇的聚合物、基于聚降冰片烯的聚合物、及諸如聚對苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二酯的基于聚酯的聚合物。這些樹脂可以單獨使用或將它們組合使用以改進樹脂的物理特性。
反光元件10的多孔結構改進了其反射性。通過例如將超臨界形態(tài)流體滲透在樹脂組合物內，以及隨后將超臨界流體從樹脂組合物中釋放的方式形成該多孔結構。超臨界流體可包括單獨的二氧化碳、氮氣、空氣、氧氣、氫氣、氦氣等或其組合。
超臨界二氧化碳具有良好的滲透性和溶解性。因此，通過控制溫度和壓力，可以很容易地調節(jié)超臨界二氧化碳的溶解度、粘稠度、散射系數、以及導熱性等。超臨界二氧化碳對人體沒有不良影響，即，為無毒害的，并且不會污染環(huán)境，即，有利于生態(tài)環(huán)境。此外，由于將超臨界二氧化碳滲透到或放置在薄膜中的高分子之間的空隙中，因此薄膜外觀沒有改變。
處于液態(tài)和氣態(tài)彼此沒有區(qū)別的臨界狀態(tài)下的溫度和壓力被分別稱為臨界溫度和臨界壓力。盡管，向氣體連續(xù)施加壓力，具有臨界溫度以上溫度的氣體仍不被液化。因此，超臨界流體可被定義為高于或等于臨界溫度和臨界壓力的流體?？赏ㄟ^溶劑中的分子之間的根據分子的種類和分子之間的距離而變化的可逆反應來確定溶劑的特性。由于液態(tài)溶劑是不可壓縮的流體，所以不可改變分子之間的間距。結果，流體溶劑的特性不會改變太多。相反地，由于超臨界流體具有從理想氣體的低濃度到液體的高濃度的連續(xù)變化的濃度，因此可很容易地改變諸如溶解度、夾帶劑效果等的超臨界流體的平衡特性以及諸如粘稠度、散射系數、導熱性的超臨界流體的傳輸特性。由此，當超臨界流體用于反應和分離過程時，可通過改變溫度和/或壓力，得到期望的超臨界流體的特性。
參照圖4，二氧化碳具有大約31.1℃的臨界溫度以及約73atm的臨界壓力。超臨界流體如圖4中的陰影部分所示，其中，二氧化碳具有分別高于或等于臨界溫度和壓力的溫度和壓力。
參照圖5，在超臨界流體中分子的密度低于液態(tài)的密度并且高于氣態(tài)的密度。
在這里，當多孔結構具有多個直徑大于約10μm的孔隙時，反光元件10的反射性和強度下降。由此，每一個多孔結構的孔隙優(yōu)選地具有不大于約10μm的直徑?？紫吨傅氖窃诙嗫捉Y構中分子之間的間隙。
參照圖6，反光元件10的橫截面具有多個孔隙。在反光元件10中的樹脂具有非晶相。為了形成多孔結構，當將超臨界二氧化碳滲透到或放置在樹脂中時，超臨界二氧化碳將諸如晶相、準晶相、或定向非晶相的晶體結構轉換為非晶結構。
此外，當從反光元件10中釋放超臨界流體時，在反光元件10的表面和/或反光元件10的內部設置孔隙。反光元件10的表面可具有不規(guī)則形狀的鋸齒狀結構。當反光元件10沒有被平坦化時，在反光元件10的表面可保持不規(guī)則形狀的鋸齒狀結構。
圖7示出了使用超臨界二氧化碳處理的反光元件10中的結構的形態(tài)變化。參照圖7，當使用超臨界二氧化碳處理反光元件10時，反光元件10的結構從晶相經過準晶相/定向非晶相轉換為非晶相。
具有非晶相的反光元件10可以減少光的散射，從而改進了反光元件10的透射率，由此，抑制或降低反光元件10中的光損失。此外，反光元件10可以具有改進的機械性能。由于超臨界二氧化碳的滲透，可以從反光元件10中去除未進行反應的單體。
下面說明反光元件10的制造方法。
在高于或等于約玻璃轉化溫度的溫度下，混合并加熱樹脂組合物。當將高于或等于約臨界壓力的壓力施加到樹脂組合物時，超臨界流體滲透樹脂組合物。通過使樹脂組合物降壓至約大氣壓，將超臨界流體從樹脂組合物中釋放，以形成具有多孔結構的反光元件10。
特別地，例如，當在擠壓機中混合樹脂組合物時，在不低于約臨界壓力的壓力下(優(yōu)選地不低于約15Mpa)，臨界二氧化碳滲透入或進入樹脂組合物。當溫度低于約玻璃轉化溫度時，超臨界二氧化碳可能不會滲透到樹脂組合物中，其降低了發(fā)泡效果。然而，當溫度高于玻璃轉化溫度約30℃時，反光元件10可具有充分的發(fā)泡結構(foamed structure)。由此，在高于玻璃轉化溫度30℃的溫度下，將超臨界二氧化碳滲透到樹脂組合物中。對于超臨界二氧化碳的滲透，其所需時間沒有限制。
在完成超臨界二氧化碳的滲透之后，使樹脂組合物降壓。通過力，例如，通過將樹脂組合物暴露到大氣壓下，或通過其它降壓方法，可實現降壓。通過降壓，從樹脂組合物中釋放超臨界二氧化碳以形成反光元件10中的多孔結構。與此同時，在降壓時，冷卻樹脂組合物，從而將樹脂組合物的晶體結構轉換成非晶結構。
制備反光元件實施例1將20％重量的聚對苯二甲酸二酯和80％重量的聚碳酸酯裝入包括有直徑約為35mm的兩個軸的擠壓機中。擠壓機在約280℃溫度下，以約3000rpm的速度運行以得到顆粒。以約280℃的溫度、約100kg/cm2的壓力下，將顆粒壓入擠壓機中以獲得約150mm×300μm大小的薄膜。將薄膜裝入具有約40mm×150mm內直徑的作為超臨界發(fā)泡機的高壓滅菌器(autoclave)中。然后，在約室溫環(huán)境下，將超臨界狀態(tài)的二氧化碳導入高壓滅菌器中。在高壓滅菌器中的溫度和壓力分別增加到約140℃和約15Mpa。然后，將在高壓滅菌器中的溫度和壓力分別降低到約25℃和約大氣壓，以形成具有多孔結構的反光元件。
比較例1使用的是日本Toray公司制造的反射薄膜。該反射薄膜包括上層、下層、以及介于上層和下層之間的中間層。中間層包括通過將聚酯薄膜與發(fā)泡化學藥品混合而形成的微小氣泡。上層和下層包括碳酸鈣。
比較例2使用的是美國dupont公司制造的反射薄膜。該反射薄膜包括具有硫酸鋇的上層和下層、以及包括發(fā)泡材料的中間層。
測定亮度在將實施例1中的反光元件和比較例1和2中的反射薄膜設置到背光組件上之后，利用BM7(模式名稱LTA170WP)，測定每一個反光元件和反射薄膜的亮度九次。在這里，向背光組件施加12V的電壓和2.6A的電流。所測定的亮度如表1所示。
表1

如表1所示，應該注意到，實施例1的反光元件的亮度值高于比較例1和2的亮度值。
參照圖2，光學元件100包括第一散射薄片110、第一棱鏡薄片120、第二棱鏡薄片130、及第二散射薄片140。
第一散射薄片110將從導光板30射出的光散射到第一棱鏡薄片120。第一棱鏡薄片120及第二棱鏡薄片130堆疊在第一散射薄片110上。第一棱鏡薄片120及第二棱鏡薄片130包括具有三棱柱形的突起，用于聚光。該突起在第一棱鏡薄片120及第二棱鏡薄片130的表面上平行排列。特別地，如圖2所示，第一棱鏡薄片120的突起基本上垂直于第二棱鏡薄片130的突起。第二散射薄片140將從第二棱鏡薄片130射出的光散射到顯示單元300。應該理解，本發(fā)明并不局限于只具有兩個光學薄片的光學元件100。此外，應該理解，光學薄片可具有不同形狀和排列的柱狀物。
顯示單元300利用從背光組件50射出的光來顯示圖像。顯示單元面板300可具有LCD面板，該LCD面板包括薄膜晶體管(TFT)基板(未示出)、液晶層(未示出)、濾色器基板(未示出)、及驅動模塊(未示出)。TFT基板包括以矩陣圖案排列的像素電極、向像素電極施加驅動電壓的TFT、柵極線以及數據線。濾色器基板包括面對像素電極的濾色器、以及形成在濾色器上的共電極。液晶層介于TFT基板和濾色器基板之間。驅動模塊驅動LCD面板300。
圖3是示出了根據本發(fā)明的液晶顯示裝置的分解透視圖。
圖3所示的液晶顯示裝置700除了背光組件70及光學元件200之外，包括與圖2中所示的液晶顯示裝置500基本上相同的元件。因此，相同的參考標號表示相同的元件，并作為需要，省略對于相同元件的任何進一步的說明。
參照圖3，液晶顯示裝置700包括背光組件70、光學元件200、及顯示單元300。
液晶顯示裝置700包括直接照明型背光組件。該背光組件70可包括多個位于光學元件200下面基本上平行排列的燈25。反光元件10位于多個燈25的下面。
光學元件200包括散射板105、第一散射薄片110、第一棱鏡薄片120、第二棱鏡薄片130、及反射式偏光增亮膜(DBEF)150。
散射板105可由聚甲基丙烯酸甲酯形成。散射板105位于燈25的上面以將從燈25射出的光散射到第一散射薄片110。第一散射薄片110、第一棱鏡薄片120、第二棱鏡薄片130、以及DBEF150依次位于，例如一起堆疊在散射板105上面。
根據本發(fā)明，在不使用發(fā)泡的情況下，通過超臨界流體的物理作用來形成反光元件的多孔結構，并且該反光元件不包括用于提高反射效率所附加的反射層。
根據本發(fā)明的反光元件可具有高于傳統(tǒng)反光元件的反射性。
而且，由于將反光元件的晶體結構轉換為非晶結構，所以可提高反光元件的透射率，從而抑制或降低反光元件中的光損失。
通過調節(jié)超臨界流體壓力和溫度，可調節(jié)光反射件的物理特性。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種反光元件，包括樹脂組合物，具有多孔結構，通過將超臨界流體滲透到所述樹脂組合物中，并隨后將所述超臨界流體從所述樹脂組合物中釋放，來形成所述多孔結構。
2.根據權利要求1所述的反光元件，其中，所述樹脂組合物具有在所述多孔結構中直徑不大于約10μm的孔隙。
3.根據權利要求1所述的反光元件，其中，所述超臨界流體包括二氧化碳。
4.根據權利要求1所述的反光元件，其中，所述樹脂組合物包括從基于聚碳酸酯的聚合物、基于聚砜的聚合物、基于聚丙烯酸酯的聚合物、基于聚苯乙烯的聚合物、基于聚氯乙烯的聚合物、基于聚乙烯醇的聚合物、基于聚降冰片烯的聚合物、及基于聚酯的聚合物組成的組中所選的至少一種聚合物。
5.根據權利要求1所述的反光元件，其中，所述樹脂組合物包括非晶結構。
6.根據權利要求1所述的反光元件，其中，所述多孔結構形成在所述樹脂組合物的表面。
7.根據權利要求1所述的反光元件，其中，所述樹脂聚合物具有非均勻形狀的鋸齒狀結構。
8.一種背光組件，包括根據權利要求1所述的反光元件以及發(fā)光單元，其中，所述反光元件反射來自所述發(fā)光單元的光，通過將超臨界流體滲透到所述樹脂組合物中并隨后將所述超臨界流體從所述樹脂組合物中釋放而形成多孔結構。
9.根據權利要求8所述的背光組件，其中，所述發(fā)光單元包括基本上平行排列的多個燈。
10.根據權利要求8所述的背光組件，其中，所述發(fā)光單元包括燈；以及鄰近所述燈的導光板，用于引導來自所述燈的所述光。
11.根據權利要求8所述的背光組件，其中，所述超臨界流體包括二氧化碳。
12.一種液晶顯示裝置，包括根據權利要求8所述的背光組件并且還包括光學元件，用于散射來自所述發(fā)光單元的光；以及顯示單元，放置于所述光學元件的上面，其采用經過所述光學元件的光來顯示圖像。
13.根據權利要求12所述的液晶顯示裝置，其中，所述超臨界流體包括二氧化碳。
14.一種形成多孔結構的方法，包括將超臨界流體滲透到樹脂組合物中；以及將所述超臨界流體從所述樹脂組合物中釋放。
15.一種反光元件的制造方法，包括在高于或等于約玻璃轉化溫度的溫度下，將樹脂組合物加熱并混合；在大于或等于約臨界壓力的壓力下，將超臨界流體滲透到所述樹脂組合物中；以及通過使所述樹脂組合物降壓至大氣壓，將所述超臨界流體從所述樹脂組合物中釋放，以形成多孔結構。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述超臨界流體包括二氧化碳。
17.根據權利要求15所述的方法，其中，所述樹脂組合物包括從基于聚碳酸酯的聚合物、基于聚砜的聚合物、基于聚丙烯酸酯的聚合物、基于聚苯乙烯的聚合物、基于聚氯乙烯的聚合物、基于聚乙烯醇的聚合物、基于聚降冰片烯的聚合物及基于聚酯的聚合物組成的組中所選的至少一種聚合物。
18.根據權利要求15所述的方法，其中，形成所述多孔結構的步驟包括在使樹脂組合物降壓的同時，冷卻所述樹脂組合物。
全文摘要
一種反光元件，包括具有多孔結構的樹脂組合物。通過將超臨界流體滲透到樹脂組合物中/將超臨界流體從樹脂組合物中排出，來形成多孔結構。在不低于約玻璃轉化溫度的溫度下，混合并加熱樹脂組合物。在不低于約臨界壓力的壓力下，將超臨界流體滲透到樹脂組合物中。通過使樹脂組合物降壓至大氣壓，將超臨界流體從樹脂組合物中釋放，以形成多孔結構。
文檔編號G02F1/1335GK1776464SQ20051012354
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月17日 優(yōu)先權日2004年11月17日
發(fā)明者崔震成, 樸辰赫, 李正煥, 鄭鎮(zhèn)美 申請人:三星電子株式會社