專(zhuān)利名稱(chēng)：面光源裝置及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及面光源裝置及具有該面光源裝置的液晶顯示裝置，更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于減輕面光源裝置重量的技術(shù)以及可以適當(dāng)?shù)夭捎迷撁婀庠囱b置作為背光系統(tǒng)的液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
透射式液晶顯示裝置近來(lái)大量用作個(gè)人電腦的顯示器和薄型電視的顯示裝置，并且，在這些液晶顯示裝置中，通常將平面發(fā)光裝置即背光源安裝在液晶元件的后部。
背光源具有將來(lái)自諸如冷陰級(jí)管等線(xiàn)性光源的線(xiàn)狀光轉(zhuǎn)換成面狀光的功能。以下是背光源具體結(jié)構(gòu)的典型例子。一種背光源具有配置在液晶元件背部正下方的光源；另一種背光源具有配置在其側(cè)面的光源，其中，透過(guò)諸如丙烯酸板等透明的導(dǎo)光板，將來(lái)自光源的光轉(zhuǎn)換成面狀光，以得到面光源(側(cè)光系統(tǒng))。將諸如棱鏡陣列或散射片等光學(xué)元件安裝在該背光源裝置的發(fā)光側(cè)，由泡沫聚酯等構(gòu)成的反光板安裝在與該背光源的發(fā)光側(cè)相對(duì)的另一側(cè)，由此獲得所需的光學(xué)特性。
側(cè)光系統(tǒng)已經(jīng)披露于例如日本專(zhuān)利JP-A-61-99187和JP-A-63-62014中。更具體地，為了更有效的利用輕且薄的液晶顯示裝置的一般性質(zhì)，優(yōu)選使用其中背光源可較薄的側(cè)光系統(tǒng)。因而，側(cè)光系統(tǒng)的背光大量應(yīng)用于諸如便攜式個(gè)人電腦等液晶顯示裝置中。
這類(lèi)背光源的必要性能現(xiàn)今已達(dá)到了較高的水平。更具體地，在筆記本式個(gè)人電腦和臺(tái)式個(gè)人電腦的監(jiān)視和顯示裝置及大平面薄型電視中，通常采用透射式全色液晶顯示裝置。在這種情況下，由于彩色液晶盒本身的透光率極低，所以背光源所需的亮度必然很高。
因而，在上述具有側(cè)光系統(tǒng)的背光源中，通常大量使用棱鏡陣列片等，通過(guò)其光學(xué)聚光效應(yīng)以確保該裝置的前方亮度，或者采用具有光偏轉(zhuǎn)變換功能的特殊光功能片，以有效利用該裝置所發(fā)出的光。然而，它的大量使用會(huì)不可避免地導(dǎo)致面光源裝置重量的增加，從而導(dǎo)致具有該面光源裝置的液晶顯示裝置重量的增加。
為解決這個(gè)問(wèn)題，可以考慮將比普通的導(dǎo)光板丙烯酸樹(shù)脂更輕的樹(shù)脂用于導(dǎo)光板。
然而，當(dāng)輕質(zhì)材料所形成的導(dǎo)光板與反光板接觸時(shí)，會(huì)產(chǎn)生所述導(dǎo)光板被劃傷而無(wú)法實(shí)際應(yīng)用的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的之一是提供其中的導(dǎo)光板裝置重量輕且?guī)缀醪粫?huì)被劃傷的面光源裝置。另一個(gè)目的是提供其中背光穩(wěn)定且重量輕的液晶顯示裝置。
本發(fā)明人經(jīng)過(guò)潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的面光源裝置能夠達(dá)到上述目的。所述面光源裝置包括導(dǎo)光板、光源和反光板，所述導(dǎo)光板具有至少一個(gè)作為光入射面的側(cè)端并具有一個(gè)作為發(fā)光面的表面，所述光源安裝在所述導(dǎo)光板的側(cè)端附近，所述反光板安裝在與所述發(fā)光面相對(duì)的另一側(cè)，所述面光源的特征在于，所述導(dǎo)光板主要由聚烯烴樹(shù)脂所形成，所述反光板也主要由聚烯烴樹(shù)脂所形成，制備一片表面尺寸為1.5cm×1.5cm的反光板，在135g/cm2的負(fù)荷下，將其反射面與導(dǎo)光板的表面壓緊接觸，在此條件下，當(dāng)將反射面以2.5厘米/秒的速度，以每次5cm的幅度在導(dǎo)光板的表面上往復(fù)運(yùn)動(dòng)10次后，該導(dǎo)光板的表面基本上未被其劃傷。
按照鉛筆的硬度，構(gòu)成本發(fā)明面光源裝置的導(dǎo)光板在其朝向反光板的一面優(yōu)選具有3B至5H的表面硬度，并具有0.7g/cm3至1.5g/cm3的密度。還優(yōu)選作為導(dǎo)光板主要成分的聚烯烴樹(shù)脂為環(huán)狀聚烯烴(特別是其主鏈具有環(huán)烷烴結(jié)構(gòu)或環(huán)烯烴結(jié)構(gòu))。
構(gòu)成本發(fā)明面光源裝置的反光板優(yōu)選具有至少單軸拉伸成形的層，還優(yōu)選反光板的朝向?qū)Ч獍宓谋砻娴你U筆硬度為5H或低于5H，且反光板具有5％至50％的孔隙率。還優(yōu)選反光板在其厚度方向上的2％形變壓縮應(yīng)力為300gf/cm2至3000gf/cm2(克力/厘米2)。
本發(fā)明還提供具有作為背光源元件的上述面光源裝置的液晶顯示裝置。


圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的面光源裝置的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將對(duì)本發(fā)明的面光源裝置及液晶顯示裝置的構(gòu)成及效果進(jìn)行詳細(xì)的描述。在本說(shuō)明書(shū)中，數(shù)字范圍是以“數(shù)字至另一數(shù)字”的方式表述的，其含義為該范圍落在前后兩個(gè)數(shù)字之間，前一數(shù)字代表該范圍的下限，后一數(shù)字代表其上限。
本發(fā)明中的面光源裝置包括導(dǎo)光板、光源和反光板，所述導(dǎo)光板具有至少一個(gè)作為光入射面的側(cè)端并具有一個(gè)作為發(fā)光面的表面，所述光源安裝在所述導(dǎo)光板的側(cè)端附近，所述反光板安裝在與所述發(fā)光面相對(duì)的另一側(cè)。
本發(fā)明的面光源裝置的特征在于，即使當(dāng)構(gòu)成該裝置的導(dǎo)光板和反光板彼此發(fā)生摩擦?xí)r，所述導(dǎo)光板也幾乎不會(huì)被劃傷。具體地，制備一片表面尺寸為1.5cm×1.5cm的反光板，在135g/cm2的負(fù)荷下將其反射面與導(dǎo)光板的表面壓緊接觸，在此條件下，當(dāng)將反射面以2.5厘米/秒的速度，以每次5cm的幅度在導(dǎo)光板的表面上往復(fù)運(yùn)動(dòng)10次后，該導(dǎo)光板的表面基本上未被其劃傷。在本說(shuō)明書(shū)中，“基本上未劃傷”的意思是當(dāng)用光學(xué)顯微鏡(奧林巴斯光學(xué)工業(yè)公司(Olympus Optical Industry)的SZX12)以10倍的放大倍率對(duì)導(dǎo)光板的表面進(jìn)行觀(guān)察時(shí)，其表面上可觀(guān)測(cè)到的劃痕總長(zhǎng)度小于2mm。優(yōu)選劃痕總長(zhǎng)度最大為1mm，更優(yōu)選為最大0.5mm，但最優(yōu)選為完全觀(guān)察不到劃痕。
本發(fā)明的面光源裝置的導(dǎo)光板具有該優(yōu)異的抗劃傷性。因此，當(dāng)該裝置用于液晶顯示裝置中時(shí)，由于該裝置使用時(shí)所受到的振動(dòng)而使導(dǎo)光板與反光板彼此摩擦，此時(shí)不會(huì)劃傷所述的導(dǎo)光板。因此，本發(fā)明的面光源裝置作為液晶顯示裝置的穩(wěn)定的背光源是非常有用的，并且其實(shí)用性也很高。
導(dǎo)光板構(gòu)成本發(fā)明的面光源裝置的導(dǎo)光板主要由聚烯烴樹(shù)脂所形成。
聚烯烴樹(shù)脂包括環(huán)狀聚烯烴；諸如線(xiàn)型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中等密度聚乙烯等乙烯類(lèi)樹(shù)脂；丙烯樹(shù)脂；聚甲基-1-戊烯。其中環(huán)狀聚烯烴是優(yōu)選的。
環(huán)狀聚烯烴為其主鏈上具有脂環(huán)結(jié)構(gòu)的聚烯烴。主鏈上的脂環(huán)結(jié)構(gòu)包括環(huán)烷烴結(jié)構(gòu)和環(huán)烯烴結(jié)構(gòu)。環(huán)狀聚烯烴的具體例子為降冰片烯聚合物、單環(huán)烯烴聚合物、環(huán)狀共軛二烯聚合物及其氫化衍生物、乙烯基-脂環(huán)烴聚合物及其氫化衍生物、環(huán)烯烴單體與乙烯的加聚物，而且這些均為優(yōu)選例。
導(dǎo)光板基本上由這類(lèi)聚烯烴樹(shù)脂所形成。導(dǎo)光板的聚烯烴樹(shù)脂含量?jī)?yōu)選為80重量％至100重量％，更優(yōu)選為90重量％至100重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為95重量％至100重量％。
導(dǎo)光板可以含有除聚烯烴樹(shù)脂以外的不會(huì)過(guò)分損害其功能的任何其他成分。
例如，導(dǎo)光板可以適當(dāng)含有用于調(diào)節(jié)其透明度的無(wú)機(jī)顏料和/或有機(jī)填料。在導(dǎo)光板中，無(wú)機(jī)顏料和/或有機(jī)填料的量?jī)?yōu)選為0重量％至20重量％，更優(yōu)選為0重量％至10重量％，進(jìn)一步優(yōu)選為0重量％至5重量％。
無(wú)機(jī)細(xì)粉包括重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣、煅燒粘土、硅石、硅藻土、滑石、云母、人造云母、絹云母、高嶺石、二氧化鈦、硫酸鋇及氧化鋁。其中優(yōu)選為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣及硫酸鋇。
對(duì)于有機(jī)填料，優(yōu)選與作為導(dǎo)光板主要成分的聚烯烴樹(shù)脂不相容的樹(shù)脂。具體地，用作有機(jī)填料的樹(shù)脂包括具有120℃至300℃的熔點(diǎn)或具有120℃至280℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的下列物質(zhì)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、尼龍-6、尼龍-6，6、環(huán)烯烴均聚物、環(huán)烯烴-乙烯共聚物等。例如，當(dāng)以聚酯樹(shù)脂膜用作導(dǎo)光板的聚烯烴樹(shù)脂時(shí)，有機(jī)填料優(yōu)選具有120℃至300℃的熔點(diǎn)或具有120℃至280℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的下列物質(zhì)聚苯乙烯、聚碳酸酯、尼龍-6、尼龍-6，6、聚甲基-1-戊烯、環(huán)烯烴均聚物、環(huán)烯烴-乙烯共聚物等。
如上所述的一種或多種不同類(lèi)型的無(wú)機(jī)細(xì)粉及有機(jī)填料可供選擇并用于導(dǎo)光板，在其中既可以單獨(dú)使用也可以組合使用。當(dāng)上述兩種或多種不同類(lèi)型的材料組合使用時(shí)，無(wú)機(jī)細(xì)粉可以與有機(jī)填料混合并使用。
導(dǎo)光板可以通過(guò)將聚烯烴樹(shù)脂或含有聚烯烴樹(shù)脂和添加劑的樹(shù)脂組合物捏合并使之成形來(lái)制備?？梢圆捎脝温輻U擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、輥、捏合機(jī)等來(lái)進(jìn)行捏合?？梢圆捎美鐢D出成形、注射成形、壓延成形、膨脹成形、壓制、吹塑成形或其組合來(lái)進(jìn)行成形。其中，注射成形是特別優(yōu)選的。
導(dǎo)光板的形狀可以根據(jù)本發(fā)明的面光源裝置的用途、目的及使用方式適當(dāng)?shù)卮_定。導(dǎo)光板通常為板狀。
按照鉛筆的硬度，構(gòu)成本發(fā)明面光源裝置的導(dǎo)光板在其朝向反光板的一面優(yōu)選具有3B至5H的表面硬度，更優(yōu)選為3B至F。若其表面硬度超過(guò)5H，則導(dǎo)光板會(huì)將反光板劃傷；若其表面硬度低于3B，則在面光源裝置的制造及使用過(guò)程中導(dǎo)光板易于被劃傷。這里所指的“鉛筆硬度”是按照J(rèn)IS-K-5401-69所描述的方法，在10g的負(fù)荷下測(cè)量得到的。
構(gòu)成本發(fā)明面的光源裝置中的導(dǎo)光板優(yōu)選具有0.7g/cm3至1.5g/cm3的密度，更優(yōu)選為0.8g/cm3至1.3g/cm3。若導(dǎo)光板的密度大于1.5g/cm3，則面光源裝置會(huì)變重，并且導(dǎo)光板會(huì)成為面光源裝置重量減輕的障礙；若導(dǎo)光板的密度小于0.7g/cm3，則在外力等作用下容易變形。這里所指的“密度”是根據(jù)JIS-P-8118測(cè)量的。
在導(dǎo)光板任何表面的特定區(qū)域，可以形成用于對(duì)穿過(guò)它的光線(xiàn)進(jìn)行調(diào)光的點(diǎn)狀圖形。可以采用成形、雕刻及印刷等方法來(lái)形成該圖形。
反光板構(gòu)成本發(fā)明面光源裝置的反光板主要由聚烯烴樹(shù)脂構(gòu)成。聚烯烴樹(shù)脂包括諸如線(xiàn)型低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中等密度聚乙烯等乙烯類(lèi)樹(shù)脂；丙烯樹(shù)脂；聚甲基-1-戊烯；乙烯-環(huán)烯烴共聚物等。
丙烯樹(shù)脂可以是，例如丙烯均聚物或作為主要成分的丙烯與諸如乙烯、1-丁烯、1-己烯、1-庚烯及4-甲基-1-戊烯等α-烯烴的共聚物。聚合物的立構(gòu)規(guī)整性不作特別限定，該聚合物可以是等規(guī)聚合物或間同立構(gòu)聚合物，或者可以具有不同程度的立構(gòu)規(guī)整性。聚合物可以二聚、三聚或四聚，并且可以是無(wú)規(guī)共聚物或嵌段共聚物。
丙烯樹(shù)脂中，在此優(yōu)選使用丙烯均聚物以及熔點(diǎn)不低于140℃的丙烯共聚物。如果反光板中的樹(shù)脂熔點(diǎn)低于140℃，則當(dāng)通過(guò)擠出形成反光板并隨后用冷卻輥進(jìn)行冷卻時(shí)，反光板的熔體片將會(huì)粘附在冷卻輥上，并且，如果這種情況發(fā)生，反光板的表面將會(huì)被劃傷或產(chǎn)生白色斑點(diǎn)，反光板的光學(xué)性能將因此而變差。
反光板中聚烯烴樹(shù)脂的含量?jī)?yōu)選為30重量％至99重量％，更優(yōu)選為35重量％至97重量％。
反光板可以含有除聚烯烴樹(shù)脂以外的不會(huì)過(guò)分損害其功能的任何其他成分。
例如，反光板可以適當(dāng)?shù)睾袩o(wú)機(jī)顏料和/或有機(jī)填料。反光板中無(wú)機(jī)細(xì)粉和/或有機(jī)填料的含量?jī)?yōu)選為1重量％至70重量％，更優(yōu)選為3重量％至65重量％。如果無(wú)機(jī)細(xì)粉和/或有機(jī)填料的含量大于70重量％，則反光板的表面強(qiáng)度會(huì)降低。若其含量小于1重量％，則反光板易于粘連(blocking)。
關(guān)于反光板中所使用的無(wú)機(jī)細(xì)粉及有機(jī)填料的詳細(xì)情況，可以參考與上述導(dǎo)光板所使用的物質(zhì)相同的物質(zhì)。
如果還需要，構(gòu)成本發(fā)明面光源裝置的反光板還可以含有穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、分散劑、潤(rùn)滑劑等。
例如，反光板可以含有0.001重量％至1重量％的諸如位阻酚、磷或胺化合物等穩(wěn)定劑；0.001重量％至1重量％的諸如位阻胺、苯并三唑或二苯甲酮化合物等光穩(wěn)定劑；0.01重量％至4重量％的無(wú)機(jī)細(xì)粉的分散劑(如硅烷偶聯(lián)劑)；諸如油酸或硬脂酸等高級(jí)脂肪酸、金屬皂、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或其鹽。
構(gòu)成本發(fā)明的面光源裝置的反光板可以為單層結(jié)構(gòu)，或者為包括基材層和表面層的雙層結(jié)構(gòu)，或者為包括形成于基材層上的表面層和背襯層的三層結(jié)構(gòu)，或者為還包括樹(shù)脂薄膜層的多層結(jié)構(gòu)，該樹(shù)脂薄膜層形成于基材層與表面層之間和/或基底層與背襯層之間。當(dāng)反光板為雙層或多層結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)選所有的結(jié)構(gòu)層均含有聚烯烴樹(shù)脂。
為了增強(qiáng)反光板，并通過(guò)使其內(nèi)部多孔來(lái)減輕其重量并改善其反光性，優(yōu)選反光板具有至少單軸拉伸的層。至于用于拉伸的軸的數(shù)目，單層結(jié)構(gòu)可以單軸拉伸或雙軸拉伸；雙層結(jié)構(gòu)可以單軸/單軸拉伸、單軸/雙軸拉伸或雙軸/單軸拉伸；三層結(jié)構(gòu)可以單軸/單軸/雙軸拉伸、單軸/雙軸/單軸拉伸、雙軸/單軸/單軸拉伸、單軸/雙軸/雙軸拉伸或雙軸/雙軸/單軸拉伸。在更多層的結(jié)構(gòu)中，拉伸軸的數(shù)目可以按任何需要的方式組合。
對(duì)于拉伸方法不作特別限定，可以是任何已知的方法。例如，這里可以通過(guò)利用輥之間的圓周速率差而獲得的縱向的拉伸；通過(guò)使用拉幅烘燥機(jī)可以獲得橫向的拉伸；或通過(guò)將壓延、拉幅烘造機(jī)及線(xiàn)性電動(dòng)機(jī)組合使用可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙軸拉伸。
對(duì)拉伸率不作具體限定，這適當(dāng)?shù)厝Q于面光源裝置的用途和目的以及所用樹(shù)脂的性質(zhì)。當(dāng)以丙烯的均聚物或共聚物作為聚烯烴樹(shù)脂且在一個(gè)方向上拉伸薄片時(shí)，則拉伸率優(yōu)選為2至25倍，更優(yōu)選為3至20倍。當(dāng)薄片為雙軸拉伸時(shí)，則面拉伸率優(yōu)選為9至80倍，更優(yōu)選為30至60倍。如果有更進(jìn)一步的需要，可以對(duì)拉伸后的結(jié)構(gòu)在高溫下進(jìn)行熱處理。
當(dāng)待拉伸的樹(shù)脂是結(jié)晶樹(shù)脂時(shí)，則優(yōu)選在不低于其非結(jié)晶部分的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度且不高于其結(jié)晶部分的熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行拉伸。具體的拉伸溫度可從適合于所選樹(shù)脂的已知溫度范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡x定。
通常，熱塑性樹(shù)脂最適合在比該樹(shù)脂熔點(diǎn)低2℃至60℃的溫度下拉伸。當(dāng)樹(shù)脂為丙烯均聚物(熔點(diǎn)，155℃至167℃)時(shí)，優(yōu)選在95℃至165℃進(jìn)行拉伸；高密度聚乙烯(熔點(diǎn)，121℃至134℃)優(yōu)選在61℃至132℃進(jìn)行拉伸。
拉伸速度優(yōu)選在20m/min至350m/min(米/分鐘)的范圍內(nèi)。
當(dāng)對(duì)含有無(wú)機(jī)細(xì)粉和/或有機(jī)填料的樹(shù)脂組合物進(jìn)行拉伸時(shí)，在所得膜的表面上會(huì)有細(xì)的裂紋并且在其內(nèi)部會(huì)有微孔。該微孔可以有效地改善膜的光反射性、控制其厚度方向的壓縮彈性并減輕膜的重量。
拉伸后的樹(shù)脂膜厚度優(yōu)選為50微米至500微米，更優(yōu)選為80至350微米。
當(dāng)反光板具有雙層或多層結(jié)構(gòu)且當(dāng)對(duì)經(jīng)拉伸的膜層和未經(jīng)拉伸的膜層進(jìn)行層疊或?qū)訅阂孕纬稍摲垂獍鍟r(shí)，可以采用鑄塑、擠出貼合、干式疊層等方法中的任何方法。
形成樹(shù)脂膜以構(gòu)造反光板的方法不作具體限定，可以采用任何已知的方法。具體地，這里可以采用注塑成形法，即采用與螺桿型擠出機(jī)相連的單層或多層T型口模或I型口模，使熔融樹(shù)脂以片狀擠出；壓延成形、輥壓成形、膨脹成形；將熱塑型樹(shù)脂、有機(jī)溶劑與油的混合物的注塑成形片或壓延成形片中的溶劑和油除去；或?qū)崴苄蜆?shù)脂溶液成形，隨后從中除去溶劑。
對(duì)本發(fā)明所使用的反光板的形狀不作具體限定。其形狀通常為薄片，但也可以具有任何形狀，這取決于其用途、目的及使用方式。
本發(fā)明所使用的反光板中面向?qū)Ч獍宓谋砻娴你U筆硬度優(yōu)選為5H或低于5H，更優(yōu)選為3H或低于3H，更進(jìn)一步優(yōu)選為1H或低于1H。若其鉛筆硬度大于5H，則在面光源裝置的制造和使用過(guò)程中，反光板可能會(huì)劃傷導(dǎo)光板的表面。
還優(yōu)選反光板的孔隙率為5％至50％，更優(yōu)選為10％至45％，更進(jìn)一步優(yōu)選為15％至40％。若其孔隙率大于50％，則反光板的強(qiáng)度會(huì)降低；若其孔隙率小于5％，則反光板會(huì)成為面光源裝置重量減輕的障礙。
這里所提到的“孔隙率”是指根據(jù)下述方程式(1)計(jì)算所得到的值孔隙率(％)＝[(ρ0-ρ)/ρ0]×100(1)在該公式中，ρ0代表膜的真密度，ρ代表拉伸膜的密度(JIS-P-8118)。只要未拉伸的材料中不含有大量的空氣，則膜的真密度幾乎就等于未拉伸的膜的密度。通過(guò)測(cè)定反光板的單位重量(g/m2)，隨后除以反光板的厚度(μm)，從而得到未拉伸膜的密度(單位重量/厚度)，所述厚度是利用千分尺或電子顯微鏡測(cè)定的。
本發(fā)明所使用的反光板在厚度方向上的2％形變壓縮應(yīng)力優(yōu)選為300gf/cm2至3000gf/cm2，更優(yōu)選為350gf/cm2至2800gf/cm2，更進(jìn)一步優(yōu)選為400gf/cm2至2500gf/cm2。
如果其厚度方向上的2％形變壓縮應(yīng)力小于300gf/cm2，則反光板易于起褶皺；如果其厚度方向上的2％形變壓縮應(yīng)力大于3000gf/cm2時(shí)，則在面光源裝置的制造和使用過(guò)程中，反光板可能會(huì)劃傷導(dǎo)光板的表面。
這里所指的“在厚度方向上的2％形變壓縮應(yīng)力”是根據(jù)下述方法測(cè)定的值。
具體的，將增壓裝置安裝在拉力試驗(yàn)儀Autograph AGS-5kND(由島津制作所制造)上，用該試驗(yàn)儀以1mm/min(毫米/分鐘)的壓縮速度對(duì)待分析樣品進(jìn)行壓縮，當(dāng)用CDD激光位移傳感器LK3100(由Keyence制造)測(cè)定樣品顯示出2％的形變時(shí)，在拉力試驗(yàn)儀上讀出造成該形變的壓力。
這里所指的“2％形變”的意思是被壓縮的反光板的位移程度為未被壓縮的反光厚度的2％。
面光源裝置及液晶顯示裝置使用根據(jù)上述方法形成的導(dǎo)光板和反光板，可以制造本發(fā)明的面光源裝置。
本發(fā)明的面光源裝置為側(cè)光型面光源裝置。本發(fā)明面光源裝置具體結(jié)構(gòu)的例子如圖1所示。
在圖1所示的面光源裝置中，導(dǎo)光板(2)的頂面是其發(fā)光面；其左側(cè)面是其光入射面。反光板(1)安裝在與導(dǎo)光板的發(fā)光面相對(duì)的另一側(cè)；光源(3)則位于導(dǎo)光板(2)入射面的附近。光源所發(fā)出的光穿過(guò)導(dǎo)光板的入射面而進(jìn)入其中，并與反光板所反射的光一起從導(dǎo)光板的發(fā)射面發(fā)射出去。
反光板(1)的安裝應(yīng)使它可以反射導(dǎo)光板(2)內(nèi)部的光，并且可以穿過(guò)導(dǎo)光板的發(fā)射面有效地發(fā)光。優(yōu)選反光板(1)完全覆蓋與導(dǎo)光板的發(fā)光面相對(duì)的另一面，但是考慮到它的用途、目的及使用方式，也可以部分覆蓋。
本發(fā)明的面光源裝置所使用的光源(3)可以從通常用于面光源裝置的任何普通光源中適當(dāng)?shù)剡x擇。光源的一個(gè)典型例子是諸如冷陰極燈等線(xiàn)狀光源。
散射片可以安裝在本發(fā)明面光源裝置的發(fā)光面，散射片所使用的材料包括環(huán)狀聚烯烴、乙烯樹(shù)脂、丙烯樹(shù)脂和聚乙烯樹(shù)脂。散射片的厚度優(yōu)選為50微米至500微米，更優(yōu)選為70微米至300微米。
由于本發(fā)明面光源裝置中的反光板(1)和導(dǎo)光板(2)均以聚烯烴樹(shù)脂作為主要成分而形成，因而該裝置比傳統(tǒng)裝置重量更輕。即使是在反光板(1)與導(dǎo)光板(2)由于振動(dòng)等而彼此摩擦?xí)r，導(dǎo)光板也幾乎不會(huì)被劃傷，所以，本發(fā)明的光源裝置的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其作為光源的穩(wěn)定性很高。
使用本發(fā)明的面光源裝置，可以制造液晶顯示裝置。
這里所說(shuō)的液晶顯示裝置通過(guò)利用用作光閘陣列的液晶盒來(lái)顯示圖像，其中，液晶的取向狀態(tài)因電光效應(yīng)即液晶分子的光學(xué)各向異性(折射率的各向異性)而變化，通過(guò)對(duì)所需的顯示元件施加電場(chǎng)或使電流在其中通過(guò)來(lái)改變?cè)撗b置中光的透射率或反射率，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)該裝置。
可以在面光源裝置的發(fā)光面上通過(guò)將例如散射片、透鏡膜、亮度改善膜、偏光器、光補(bǔ)償片、液晶盒、光補(bǔ)償片和偏光器按此順序進(jìn)行配置而構(gòu)成液晶顯示裝置。
具體地，液晶顯示裝置包括透射式單純矩陣驅(qū)動(dòng)超扭曲向列式裝置、透射式主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)扭曲向列式裝置、透射式主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)平面內(nèi)轉(zhuǎn)換式裝置、透射式主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)多區(qū)域垂直排列式裝置等。
當(dāng)以本發(fā)明的面光源裝置作為背光源來(lái)構(gòu)造液晶顯示裝置時(shí)，其亮度很高，并且與普通液晶顯示裝置中的背光源元件相比重量更輕。
下面將參考下列實(shí)施例、比較例及測(cè)試?yán)?，?duì)本發(fā)明做更具體的描述。在不超出本發(fā)明范圍的條件下，下述材料和它們的用量和比率以及操作均可以做適當(dāng)變動(dòng)。因而，本發(fā)明的范圍并不局限于下面的實(shí)施例。
實(shí)施例中所用到的材料的詳細(xì)資料參見(jiàn)下表。
表1

實(shí)施例1在三臺(tái)不同的擠出機(jī)中對(duì)含有PP1、HDPE及重質(zhì)碳酸鈣和二氧化鈦填料的組合物(B)以及各自含有PP2、HDPE及重質(zhì)碳酸鈣和二氧化鈦填料的組合物(A)及(C)在250℃進(jìn)行熔融捏合。每種組合物的重量混合比如表2所示。接下來(lái)，將所得熔融物加入一個(gè)共擠塑模頭中，在其中將(A)和(C)在(B)的兩側(cè)層壓，將它們呈片狀擠出并用冷卻輥冷卻至約60℃，從而制得層壓片(A/B/C)。
將該層壓片在145℃再次加熱，并利用多個(gè)輥之間的圓周速率差沿縱向拉伸至如表2所示的拉伸比。隨后將其在160℃退火，并進(jìn)行修邊，以獲得由多層拉伸樹(shù)脂膜構(gòu)成的反光板。
將環(huán)狀聚烯烴(Nippon Zeon，商品名Zeonoa 1060R)用于導(dǎo)光板。
將導(dǎo)光板與反光板組合以構(gòu)造面光源裝置，該裝置具有安裝在反光板的表面層(A)一側(cè)的導(dǎo)光板(圖1)。
實(shí)施例2在三臺(tái)不同的擠出機(jī)中對(duì)含有PP1、HDPE及重質(zhì)碳酸鈣和二氧化鈦填料的組合物(B)以及各自含有PP2、HDPE及重質(zhì)碳酸鈣和二氧化鈦填料的組合物(A)及(C)在250℃進(jìn)行熔融捏合。每種組合物的重量混合比如表2所示。接下來(lái)，將所得熔融物加入共擠塑模頭中，在其中將(A)和(C)在(B)的兩側(cè)層壓，將它們呈片狀擠出并用冷卻輥冷卻至約60℃，從而制得層壓片(A/B/C)。
將該層壓片在145℃再次加熱，并利用多個(gè)輥之間的圓周速率差沿縱向拉伸至如表2所示的拉伸比。然后在約150℃再次加熱，利用拉幅機(jī)將其橫向拉伸至如表2所示的拉伸比。隨后將其在160℃退火，冷卻至℃，修邊，以獲得由多層拉伸樹(shù)脂膜構(gòu)成的反光板。在構(gòu)造液晶顯示裝置時(shí)，使表面層(A)與導(dǎo)光板相接觸。
使用在此所得到的反光板及實(shí)施例1中所述的導(dǎo)光板，用與實(shí)施例1相同的方法構(gòu)建面光源裝置。
實(shí)施例3在擠出機(jī)中對(duì)含有PP1、HDPE及重質(zhì)碳酸鈣和二氧化鈦填料的組合物(B)在250℃進(jìn)行熔融捏合。組合物(B)的重量混合比如表2所示。接下來(lái)，將其呈片狀擠出并用冷卻輥冷卻至約60℃以得到非拉伸片。如此制得該非拉伸片后，將其在145℃再次加熱，并利用多個(gè)輥之間的圓周速率差沿縱向拉伸至如表2所示的拉伸比。
在不同的擠出機(jī)中將各自含有PP2、HDPE及重質(zhì)碳酸鈣和二氧化鈦填料的組合物(A)及(C)在250℃熔融捏合。各種組分的重量混合比如表2所示。下一步，將各個(gè)熔融物呈片狀擠出并按照表2所示結(jié)構(gòu)將其層壓在上述步驟中所制得的組合物(B)的拉伸膜的兩側(cè)。然后用冷卻輥將其冷卻至約60℃，從而得到層壓片(A/B/C)。
將該層壓片在150℃再次加熱，然后利用拉幅機(jī)將其沿橫向拉伸至如表2所示的拉伸比。隨后將其在160℃退火，冷卻至60℃，修邊，以獲得由多層拉伸樹(shù)脂膜構(gòu)成的反光板。在構(gòu)造液晶顯示裝置時(shí)，使表面層(A)與導(dǎo)光板相接觸。
使用在此所得到的反光裝置及實(shí)施例1中所述的導(dǎo)光板，用與實(shí)施例1相同的方法構(gòu)造面光源裝置。
實(shí)施例4在三臺(tái)不同的擠出機(jī)中對(duì)含有PP1、HDPE及輕質(zhì)碳酸鈣和二氧化鈦填料的組合物(B)以及各自含有PP2、HDPE及輕質(zhì)碳酸鈣和二氧化鈦填料的組合物(A)及(C)在250℃進(jìn)行熔融捏合。每種組合物的重量混合比如表2所示。接下來(lái)，將所得熔融物加入共擠塑模頭中，在其中將(A)和(C)在(B)的兩側(cè)層壓，將它們呈片狀擠出并用冷卻輥冷卻至約60℃，從而制得層壓片(A/B/C)。
將該層壓片在145℃再次加熱，并利用多個(gè)輥之間的圓周速率差沿縱向拉伸至如表2所示的拉伸比。然后在約150℃再次加熱，利用拉幅機(jī)將其橫向拉伸至如表2所示的拉伸比。隨后將其在160℃退火，冷卻至60℃，修邊，以獲得由多層拉伸樹(shù)脂膜構(gòu)成的反光板。在構(gòu)造液晶顯示裝置時(shí)，使表面層(A)與導(dǎo)光板相接觸。
使用在此所得到的反光板及實(shí)施例1中所述的導(dǎo)光板，用與實(shí)施例1相同的方法構(gòu)造面光源裝置。
實(shí)施例5在三臺(tái)不同的擠出機(jī)中對(duì)含有PP1、HDPE及硫酸鋇和二氧化鈦填料的組合物(B)以及各自含有PP2、HDPE及硫酸鋇和二氧化鈦填料的組合物(A)及(C)在250℃進(jìn)行熔融捏合。每種組合物的重量混合比如表2所示。接下來(lái)，將所得熔融物加入共擠塑模頭中，在其中將(A)和(C)在(B)的兩側(cè)層壓，將它們呈片狀擠出并用冷卻輥冷卻至約60℃，從而制得層壓片(A/B/C)。
將該層壓片在145℃再次加熱，并利用多個(gè)輥之間的圓周速率差沿縱向拉伸至如表2所示的拉伸比。然后在約150℃再次加熱，利用拉幅機(jī)將其橫向拉伸至如表2所示的拉伸比。隨后將其在160℃退火，冷卻至60℃，修邊，從而獲得由多層拉伸樹(shù)脂膜構(gòu)成的反光板。在構(gòu)造液晶顯示裝置時(shí)，使表面層(A)與導(dǎo)光板相接觸。
使用在此所得到的反光板及實(shí)施例1中所述的導(dǎo)光板，用與實(shí)施例1相同的方法構(gòu)造面光源裝置。
比較例1采用商購(gòu)的白色聚酯膜(Toray，商品名E601)作為反光板。
使用實(shí)施例1中所述的反光板和導(dǎo)光板，用與實(shí)施例1相同的方法構(gòu)造面光源裝置。
測(cè)試?yán)龑?duì)實(shí)施例1至5及比較例1中所制造的反光板進(jìn)行摩擦試驗(yàn)、2％形變壓縮應(yīng)力測(cè)定、鉛筆硬度試驗(yàn)以及孔隙率測(cè)定。
<1>摩擦試驗(yàn)將一片尺寸為1.5cm×1.5cm的反光板安裝在由密度為1.01g/cm3的環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂制成(Nippon Zeon，商品名Zeonoa 1060R)的導(dǎo)光板的背面(非發(fā)光面，鉛筆硬度為B)，安裝方式為使反光板的反光面與導(dǎo)光板的背面相接觸，并在135g/cm2的負(fù)荷下以2.5m/s的速度且以每次5cm的幅度往復(fù)運(yùn)動(dòng)10次來(lái)進(jìn)行測(cè)試。用奧林巴斯光學(xué)工業(yè)(株)生產(chǎn)的光學(xué)顯微鏡SZX12，在放大10倍的條件下對(duì)導(dǎo)光板的表面進(jìn)行觀(guān)察以檢測(cè)劃痕。當(dāng)發(fā)現(xiàn)表面上出現(xiàn)劃痕時(shí)，則測(cè)量每道劃痕的長(zhǎng)度，并將所有劃痕的數(shù)據(jù)相累加。這樣測(cè)試的樣品可根據(jù)下述三個(gè)等級(jí)來(lái)評(píng)估。
○未發(fā)現(xiàn)劃痕△基本未發(fā)現(xiàn)劃痕(劃痕的總長(zhǎng)度小于2mm)×發(fā)現(xiàn)大量劃痕，樣品實(shí)際應(yīng)用將出現(xiàn)問(wèn)題(劃痕的總長(zhǎng)度為2mm或大于2mm)
<2>測(cè)定2％形變壓縮應(yīng)力將增壓裝置安裝在A(yíng)utograph AGS-5kND拉力試驗(yàn)儀(由島津制作所制造)上，用該試驗(yàn)儀以1mm/min的壓縮速度對(duì)待分析的反光板樣品進(jìn)行壓縮，當(dāng)用CDD激光位移傳感器LK3100(由Keyence制造)測(cè)定，發(fā)現(xiàn)樣品顯示出2％的形變時(shí)，在拉力試驗(yàn)儀上讀出造成該形變的壓力。
<3>鉛筆硬度的測(cè)試根據(jù)JIS-K5401-69所述的方法，在10g的負(fù)荷下用鉛筆刮劃，并對(duì)樣品表面的劃痕進(jìn)行目視檢測(cè)。
<4>孔隙率的測(cè)定根據(jù)JIS-P-8118，測(cè)量拉伸膜的密度及真密度。膜的孔隙率可以根據(jù)前述方程式(1)得到。
測(cè)量數(shù)據(jù)列于表2及表3中。
表2

表3

工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，在制造面光源裝置或在液晶顯示裝置中安裝或使用該面光源裝置時(shí)，即使由于振動(dòng)等原因造成導(dǎo)光板與反光板摩擦，導(dǎo)光板也不會(huì)被劃傷。此外，本發(fā)明還減輕了面光源裝置的重量，并得到了具有該面光源裝置的液晶顯示裝置。
權(quán)利要求
1.面光源裝置，該面光源裝置包括導(dǎo)光板、光源和反光板，所述導(dǎo)光板具有至少一個(gè)作為光入射面的側(cè)端并具有一個(gè)作為發(fā)光面的表面，所述光源安裝在所述導(dǎo)光板的側(cè)端附近，所述反光板安裝在與所述發(fā)光面相對(duì)的另一側(cè)，其中所述導(dǎo)光板主要由聚烯烴樹(shù)脂形成，所述反光板也主要由聚烯烴樹(shù)脂形成，和制備一片表面尺寸為1.5cm×1.5cm的反光板，在135g/cm2的負(fù)荷下將其反射面與所述導(dǎo)光板的表面壓緊接觸，在此條件下，當(dāng)將反射面以2.5厘米/秒的速度，以每次5cm的幅度在所述導(dǎo)光板的表面上往復(fù)運(yùn)動(dòng)10次后，該導(dǎo)光板的表面基本上未被其劃傷。
2.如權(quán)利要求1所述的面光源裝置，其中按照鉛筆硬度，所述導(dǎo)光板在其朝向所述反光板的一面具有3B至5H的表面硬度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的面光源裝置，其中所述導(dǎo)光板具有0.7g/cm3至1.5g/cm3的密度。
4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的面光源裝置，其中所述導(dǎo)光板主要由環(huán)狀聚烯烴樹(shù)脂形成。
5.如權(quán)利要4所述的面光源裝置，其中所述環(huán)狀聚烯烴的主鏈具有環(huán)烷烴結(jié)構(gòu)或環(huán)烯烴結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的面光源裝置，其中所述反光板具有至少單軸拉伸成形的層。
7.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)所述的面光源裝置，其中所述反光板的朝向所述導(dǎo)光板的表面的鉛筆硬度為5H或低于5H。
8.如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)所述的面光源裝置，其中所述反光板具有5％至50％的孔隙率。
9.如權(quán)利要求1～8任一項(xiàng)所述的面光源裝置，其中所述反光板在其厚度方向上的2％形變壓縮應(yīng)力為300gf/cm2至3000gf/cm2。
10.液晶顯示裝置，其特征是，該液晶顯示裝置具有作為其背光源的如權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的面光源裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種面光源裝置，該面光源裝置包括導(dǎo)光板、光源和反光板，所述導(dǎo)光板具有至少一個(gè)作為光入射面的側(cè)端并具有一個(gè)作為發(fā)光面的表面，所述光源安裝在所述導(dǎo)光板的側(cè)端附近，所述反光板安裝在與所述發(fā)光面相對(duì)的另一側(cè)，其特征在于，所述導(dǎo)光板主要由聚烯烴樹(shù)脂形成，所述反光板也主要由聚烯烴樹(shù)脂形成，制備一片表面尺寸為1.5cm
文檔編號(hào)F21V8/00GK1671992SQ03817460
公開(kāi)日2005年9月21日 申請(qǐng)日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月6日
發(fā)明者高橋友嗣, 上田隆彥, 小山廣 申請(qǐng)人:優(yōu)泊公司