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亮度增强膜

阅读:97发布:2020-05-13

IPRDB可以提供亮度增强膜专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明公开了一种亮度增强膜,其在片材中包括有双折射海岛纱,其岛部基于两个或更多个纺纱芯而成组。亮度增强膜在岛部与海部之间形成光学调制界面,因此相较于常规的双折射海岛纱,可使光学调制效率最大化。虽然岛部的数目有500或更多个,但本发明的双折射海岛纱在其中心处不会有岛部的聚集。因此,所述双折射海岛纱可使光学调制界面面积最大化,因而相较于包含一个纺纱芯的常规双折射海岛纱,可以显著地改善光学调制效率。因此,相较于其中在片材中存在有双折射纤维或一个纺纱芯的常规双折射海岛纱,所述双折射海岛纱有利地呈现出显著改善的亮度。,下面是亮度增强膜专利的具体信息内容。

1.一种亮度增强膜,其包含:

片材;和

布置在所述片材中的双折射海岛纱,

其中所述海岛纱包含基于两个或更多个纺纱芯而成组的岛部。

2.根据权利要求1的亮度增强膜,其中所述纺纱芯包括一个布置在所述双折射海岛纱的中心处的标准纺纱芯,和基于所述标准纺纱芯布置的多个周边纺纱芯。

3.根据权利要求2的亮度增强膜,其中所述周边纺纱芯的数目为3到20个。

4.根据权利要求2的亮度增强膜,其中所述周边纺纱芯的数目为6到10个。

5.根据权利要求2的亮度增强膜,其中相对于一个标准纺纱芯或一个周边纺纱芯所布置的岛部的数目为10到300个。

6.根据权利要求1的亮度增强膜,其中所述岛部的总数为38到1,500个。

7.根据权利要求1的亮度增强膜,其中所述岛部的总数为500到1,500个。

8.根据权利要求2的亮度增强膜,其中所述岛部的总数为1,000到1,500个。

9.根据权利要求1的亮度增强膜,其中所述纺纱芯是基于所述双折射海岛纱的中心布置的。

10.根据权利要求9的亮度增强膜,其中所述纺纱芯并非在所述双折射海岛纱的中心形成。

11.根据权利要求9的亮度增强膜,其中所述纺纱芯的数目为6到10个。

12.根据权利要求1的亮度增强膜,其中在所述双折射海岛纱中存在的所述岛部和海部之间的边界上形成双折射界面。

13.根据权利要求12的亮度增强膜,其中所述岛部为各向异性,而所述海部为各向同性。

14.根据权利要求1的亮度增强膜,其中所述片材为各向同性。

15.根据权利要求1的亮度增强膜,其中所述片材与所述海岛纱之间相对于两个轴向的折射率之差为0.05或更低,并且所述片材与所述海岛纱之间相对于其余一个轴向的折射率之差为0.1或更高。

16.根据权利要求1的亮度增强膜,其中假设所述片材的x、y和z轴的折射率分别为nX1、nY1和nZ1,而所述海岛纱的x、y和z轴的折射率分别为nX2、nY2和nZ2,则所述片材的x、y和z轴折射率中的至少之一等于所述双折射海岛纱的x、y和z轴折射率中的至少之一。

17.根据权利要求16的亮度增强膜,其中所述双折射海岛纱的折射率为nX2>nY2=nZ2。

18.根据权利要求1的亮度增强膜,其中所述海部与所述岛部之间相对于两个轴向的折射率之差为0.05或更低,并且所述海部与所述岛部之间相对于所述其余一个轴向的折射率之差为0.1或更高。

19.根据权利要求1的亮度增强膜,其中假设所述岛部的x(纵向)、y和z轴的折射率分别为nX3、nY3和nZ3,而所述海部的x、y和z轴的折射率分别为nX4、nY4和nZ4,则所述岛部的x、y和z轴折射率中的至少之一等于所述海部的x、y和z轴折射率中的至少之一。

20.根据权利要求19的亮度增强膜,其中nX3与nX4之间折射率之差的绝对值为0.1或更高。

21.根据权利要求1的亮度增强膜,其中所述海岛纱中的所述海部的折射率等于所述片材的折射率。

22.根据权利要求1到21中任一项的亮度增强膜,其中所述双折射海岛纱可以包含基于两个或更多个纺纱芯布置的两组或更多组的岛部,其中存在于一个组中的相邻岛部中心之间的最大距离小于存在于两个相邻组中的相邻岛部中心之间的最大距离。

23.根据权利要求1的亮度增强膜,其中所述双折射海岛纱为织物形式,其中所述织物使用所述双折射海岛纱作为纬纱和经纱中之一者并且用各向同性纤维作为另一者织造而成,并且所述岛部的熔化起始温度高于所述各向同性纤维的熔化温度。

24.根据权利要求23的亮度增强膜,其中所述纤维为光学各向同性纤维。

25.根据权利要求23的亮度增强膜,其中所述纤维选自聚合物、天然和无机纤维,以及它们的组合。

26.根据权利要求23的亮度增强膜,其中所述岛部的熔化起始温度高于所述海部的熔化温度。

27.根据权利要求23的亮度增强膜,其中所述纤维和/或所述岛部部分或完全熔化。

28.一种制造亮度增强膜的方法,所述方法包括:

在片材中布置双折射海岛纱,其中所述海岛纱包含基于两个或更多个纺纱芯而成组的岛部。

29.根据权利要求28的方法,其中在所述岛部与所述海部之间的边界上形成双折射界面。

30.根据权利要求28的方法,其中所述双折射海岛纱包含基于两个或更多个纺纱芯布置的两组或更多组的岛部,其中存在于一个组中的相邻岛部中心之间的最大距离小于存在于两个相邻组中的相邻岛部中心之间的最大距离。

31.根据权利要求28的方法,还包括:

将所述双折射海岛纱作为纬纱和经纱中之一者并且用纤维作为另一者进行织造来制造织物;以及在高于所述纤维的熔化温度且低于所述岛部的熔化起始温度的温度下,使所述织物层合至所述片材,其中所述岛部的熔化起始温度高于所述纤维的熔化温度。

32.根据权利要求31的方法,其中所述纤维为光学各向同性纤维。

说明书全文

亮度增强膜

技术领域

[0001] 本发明涉及亮度增强膜,更具体而言,涉及其中在片材中存在具有两个或更多个纺纱芯的双折射海岛纱的亮度增强膜,以显著地降低生产成本并明显地增加亮度。 背景技术
[0002] 液晶显示器(LCD)、投影式显示器和等离子体显示面板(PDP)已经稳固了在电视领域中的市场,并且为平板显示技术的主流。还预期场发射显示器(FED)、电致发光显示器(ELD)等将根据其各自的特性及与之相关的技术改进而取得市场份额。LCD目前的应用范围扩展到笔记本型计算机、个人计算机显示器、液晶电视、交通工具、航空器等。LCD占有平板市场的约80%,目前其全球销售强劲,且从1998年下半年开始需求快速增加。 [0003] 常规LCD具有这样的结构,其中液晶与电极基体布置在一对吸光光学膜之间。在LCD中,液晶通过电场而移动,因而具有随电场改变的光学状态,所述电场通过施加电压到两个电极而产生。该过程通过使储存信息的像素在特定方向上极化来显示图像。为此,LCD包括前光学膜和后光学膜来引发该极化。
[0004] LCD装置未必对背光所发射的光具有高使用效率。这是因为背光所发射的50%以上的光被后侧光学膜所吸收。因此,为了提高LCD装置中对背光光线的使用效率,在光学腔体与液晶组件之间插入亮度增强膜。
[0005] 图1为示出常规亮度增强膜的光学原理的视图。
[0006] 更具体而言,由光学腔体导向液晶组合件的光的P偏振光经由亮度增强膜传输到液晶组合件,而其S偏振光从亮度增强膜反射到光学腔体,由光学腔体的漫反射表面以其中光的偏振方向变为随机的状态进行反射,然后再次传输到亮度增强膜。因此,该S偏振光被转换成P偏振光,其可通过液晶组合件的偏光片,然后经由亮度增强膜传输到液晶组合件。
[0007] S偏振光相对于在亮度增强膜上的入射光的选择性反射以及P偏振光的透射通过各自的光学层之间的折射率之差来进行,根据堆叠的光学层的延伸和光学层的折射率变化决定每一光学层的光学厚度,其状态为其中具有各向异性折射率的平板光学层和具有各向同性折射率的平板光学层交替地堆叠多次。
[0008] 也就是说,入射在该亮度增强膜上的光在穿过接收性光学层的同时经历S偏振光的反射和P偏振光的透射。因此,仅有入射偏振光的P偏振光被传输到液晶组合件。同时,反射的S偏振光自光学腔体的漫反射表面以如上所述其偏振状态变为随机的状态被反射,然后再次传输到亮度增强膜。因此,可以降低由光源所产生的光损失和功率的浪费。 [0009] 但是,这种常规亮度增强膜通过交替地堆叠平板形各向同性光学层和平板形各向异性光学层来制造,所述光学层具有不同的折射率,并在堆叠结构上进行延伸工艺使得堆叠层具有各自光学层的光学厚度和折射率,这可对于入射偏振光的选择性反射和透射进行优化。因此,该制造工艺的缺点在于,亮度增强膜的制造复杂。特别地,由于亮度增强膜的各光学层具有平板形,因而P偏振光与S偏振光必须彼此分离来响应入射偏振光的入射角度的宽范围。因此,这种膜具有这样的结构,其中堆叠有数目过度增加的光学层,因而不利地造成生产成本的指数性增加。此外,该结构不利地造成光学损失,并因而造成光学性能的劣化。
[0010] 因此,为解决堆叠型亮度增强膜的前述问题,曾提出一种将双折射纤维结合到片材中的方法。该方法的优点在于制造成本低且易于制造,这是由于当使用一般的双折射纤维时,亮度增强膜并非制造成堆叠结构,但其缺点在于不能够改善亮度到所需的程度,因此不适合应用于工业领域来代替常规的堆叠型亮度增强膜。

发明内容

[0011] [技术问题]
[0012] 因此,针对以上问题作出本发明,本发明的一个目的是提供一种包含双折射海岛纱的亮度增强膜以及其制造方法,所述亮度增强膜设计为防止岛部的聚集,并因而使得光学调制效率最大化。
[0013] [技术解决方案]
[0014] 根据本发明,上述及其它目的可通过提供一种亮度增强膜来实现,所 述亮度增强膜包含:片材;和布置在该片材中的双折射海岛纱,其中海岛纱包括基于两个或更多个纺纱芯而成组的岛部。
[0015] 纺纱芯可以包括一个布置在双折射海岛纱的中心的标准纺纱芯,和基于标准纺纱芯布置的多个周边纺纱芯。优选地,标准纺纱芯与周边纺纱芯之间的距离可以基本相等,并且周边纺纱芯可彼此相隔均一的距离。
[0016] 周边纺纱芯的数目可为3到20个,更优选数目为6到10个。
[0017] 针对一个标准纺纱芯或一个周边纺纱芯所布置的岛部数目可为10到300个。 [0018] 所述岛部的总数可为50到1,500个,更优选500到1,500个,最优选1,000到1,500个。
[0019] 成组的岛部的纵向横截面可布置成圆形或多边形,并且在这种情况下,成组的岛部的纵向横截面可以相同或不同。
[0020] 纺纱芯可基于双折射海岛纱的中心来布置,并且纺纱芯可以不在该双折射海岛纱的中心处形成。
[0021] 纺纱芯的数目可为3到20个,更优选6到10个。
[0022] 双折射海岛纱的单根纱线细度可为0.5到30丹尼尔,更优选岛部的单根纱线细度可为0.0001到1.0丹尼尔。
[0023] 存在于双折射海岛纱中的岛部与海部可具有不同的光学性质,并且更优选地,岛部可为各向异性并且海部可为各向同性。
[0024] 岛部可以选自聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚萘二甲酸乙二醇酯(共-PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC)合金、聚苯乙烯(PS)、耐热型聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氨酯(PU)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯丙烯腈(SAN)混合物、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、聚酰胺(PA)、聚缩醛(POM)、酚、环氧树脂(EP)、脲(UF)、三聚氰胺(melanin,MF)、不饱和聚酯(UP)、硅(Si)、弹性体和环烯烃聚合物,以及它们的组合。
[0025] 海部可以选自聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚萘二甲酸乙二醇酯(共-PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC)合金、聚苯乙烯(PS)、耐热型聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯 -苯乙烯(ABS)、聚氨酯(PU)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯丙烯腈(SAN)混合物、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、聚酰胺(PA)、聚缩醛(POM)、酚、环氧树脂(EP)、脲(UF)、三聚氰胺(MF)、不饱和聚酯(UP)、硅(SI)、弹性体和环烯烃聚合物,以及它们的组合。
[0026] 片材与海岛纱之间相对于两个轴向的折射率之差可为0.05或更低,而片材与海岛纱之间相对于其余一个轴向的折射率之差可为0.1或更高。
[0027] 假设片材的x、y和z轴的折射率分别为nX1、nY1和nZ1,而海岛纱的x、y和z轴的折射率分别为nX2、nY2和nZ2,则片材的x、y和z轴的折射率中的至少之一可以与双折射海岛纱的x、y和z轴的折射率中的至少之一相等,并且双折射海岛纱的折射率可为nX2>nY2=nZ2。
[0028] 海部与岛部之间相对于两个轴向的折射率之差可为0.05或更低,而海部与岛部之间相对于其余一个轴向的折射率之差可为0.1或更高。
[0029] 假设岛部的x(纵向)、y和z轴的折射率分别为nX3、nY3和nZ3,而海部的x、y和z轴的折射率分别为nX4、nY4和nZ4,则岛部的x、y和z轴的折射率中的至少之一可以与海部的x、y和z轴的折射率中的至少之一相等,并且nX3与nX4之间的折射率之差的绝对值可为0.05或更高。
[0030] 在海岛纱中的海部的折射率可以与片材的折射率相等。
[0031] 海部与岛部基于双折射海岛纱的横截面可以以2∶8到8∶2的面积比存在。 [0032] 双折射海岛纱可以在纵向上延伸。
[0033] 亮度增强膜可具有结构化表面。
[0034] 双折射海岛纱可以包含两组或更多组的基于两个或更多个纺纱芯布置的岛部,其中存在于一个组中的相邻岛部中心之间的最大距离小于存在于两个相邻组中的相邻岛部中心之间的最大距离。
[0035] 双折射海岛纱可为织物形式,该织物可使用双折射海岛纱作为纬纱和经纱中一者并且用各向同性纤维作为另一者来织造,并且岛部的熔化起始温度可高于各向同性纤维的熔化温度。
[0036] 纤维可为光学各向同性纤维。特别地,纤维可以选自聚合物、天然和无机纤维,以及它们的组合。
[0037] 岛部的熔化起始温度可高于各向同性纤维和海部的熔化温度。
[0038] 纤维和/或岛部可以部分或完全熔化。
[0039] 纬纱或经纱可由海岛纱的1到200根丝线构成。
[0040] 根据另一方面,提供一种包含亮度增强膜的液晶显示装置。
[0041] 液晶显示装置可以包含相衬膜(phase contrast film)。
[0042] 液晶显示装置还可包括反射介质,以重新反射在亮度增强膜上调制的光。 [0043] 以下将对于本文所用的术语做简要说明。
[0044] 除非特别提出,否则术语“纺纱芯”是指作为标准点的特定点,在该点处海岛纱的岛部在纵向上截取的横截面上成组(分隔开,partitioned)。
[0045] 术语“标准纺纱芯”是指充当中心的纺纱芯,而术语“周边纺纱芯”是指基于标准纺纱芯而布置的其余纺纱芯,此时纺纱芯为多个并且由一个纺纱芯和基于所述一个纺纱芯而布置的其它纺纱芯构成。
[0046] 表述“岛部布置为使得它们成组”是指一种状态,其中海岛纱的岛部基于一个或更多个纺纱芯而布置,使得它们以预定的形状分隔开,例如当两个纺纱芯存在于海岛纱中时,岛部基于各自的纺纱芯以预定的形状布置,因而岛部在海岛纱中被分成两组。 [0047] 表述“纤维为双折射”是指当光照射到具有根据方向而有不同折射率的纤维时,入射到纤维的光在两个不同方向上被折射。
[0048] 术语“各向同性”是指不论光以哪个方向穿过物体,该物体都具有恒定折射率的性质。
[0049] 术语“各向异性”是指物体的光学性质随着光的方向而变并且各向异性的物体是双折射的且与各向同性相反的性质。
[0050] 术语“光学调制”是指照射光被反射、折射或散射,或其强度、波周期或特性被改变的现象。
[0051] 术语“熔化起始温度”是指聚合物开始熔化的温度,而术语“熔化温度”是指熔化发生最快时的温度。因此,当聚合物的熔化温度通过DSC观测时,开始出现熔化吸热峰的温度被称作“熔化起始温度”,而在该吸热峰的最大值处绘出的温度被称作“熔化温度”。 附图说明
[0052] 通过以下详细说明结合附图可以更为清楚地理解本发明的上述以及其它目的、特征及其它优点,其中:
[0053] 图1为示出常规亮度增强膜的原理的示意图;
[0054] 图2和图3为示出常规海岛纱的横截面的电子显微照片;
[0055] 图4为示出根据本发明的一个实施方案的亮度增强膜的横向截面的示意图; [0056] 图5为示出根据本发明的一个优选实施方案的成组的海岛纱的横截面图; [0057] 图6为示出根据本发明的另一优选实施方案的成组的海岛纱的横截面图; [0058] 图7为示出根据本发明的另一优选实施方案的成组的海岛纱的电子显微照片; [0059] 图8为示出根据本发明的另一优选实施方案的成组的海岛纱的横截面图; [0060] 图9为示出根据本发明的另一优选实施方案的成组的海岛纱的横截面图; [0061] 图10为示出照射到双折射海岛纱的光通路的横截面图;
[0062] 图11显示使用根据本发明的双折射海岛纱作为纬纱和/或经纱所织造的织物; [0063] 图12为示出根据本发明的一个优选实施方案的喷丝板的一部分的横截面图; [0064] 图13为示出根据本发明的另一优选实施方案的喷丝板的一部分的横截面图;以及
[0065] 图14为示出包含根据本发明的亮度增强膜的LCD装置的分解透视图。 [0066] 有益效果
[0067] 本发明提供一种亮度增强膜,所述亮度增强膜包含双折射海岛纱,其 岛部基于两个或更多个纺纱芯而成组,并在岛部与海部之间形成光学调制界面,因而相较于常规双折射海岛纱可使光学调制效率最大化。本发明的双折射海岛纱在其中心处没有岛部的聚集,虽然岛部的数目有500或更多。因此,所述双折射海岛纱相较于包含一个纺纱芯的常规双折射海岛纱可使光学调制界面面积最大化并因而显著地改善光学调制效率。因此,所述双折射海岛纱相较于其中在片材中仅存在双折射纤维或一个纺纱芯的常规双折射海岛纱,有利地呈现出显著改善的亮度。
[0068] 最佳实施方式
[0069] 以下将更为详细地说明本发明。
[0070] 常规的亮度增强膜具有如下结构,其中堆叠有过多数目的光学层,因而不利地造成制造成本的指数性增加并因而造成光学性能的劣化。当双折射纤维布置在片材中时,从光源发出的光在双折射纤维与各向同性片材之间的双折射界面上被反射、散射和折射,从而引起光学调制,并改善亮度。使用一般的双折射纤维的情形具有制造成本低和易于制造的优点,这是因为亮度增强膜并非制造成堆叠结构,但其缺点在于不能够改善亮度到所需的程度,并且不适合应用于工业领域来代替常规堆叠型亮度增强膜。
[0071] 相应地,前述问题可通过使用双折射海岛纱作为具有双折射界面的双折射纤维得以解决。更具体而言,发现相较于使用常规双折射纤维的情形,使用双折射海岛纱的情形呈现出显著改善的光学调制效率和亮度。在海岛纱的构成成分中,岛部为各向异性,而分隔岛部的海部则为各向同性。相较于其中仅有片材和双折射纤维之间的界面为双折射的常规双折射纤维,其中构成海岛纱的多个岛部和多个海部之间的界面以及海岛纱和片材之间的界面皆为双折射的情形呈现出显著改善的光学调制效率,因此可以应用在工业上作为堆叠型亮度增强膜的替代品。因此,相较于使用常用双折射纤维的情形,使用双折射海岛纱的情形呈现出优良的光学调制效率,所述双折射海岛纱包含呈现不同光学性质的岛部和海部,从而使得能够在其中形成双折射界面,可以更为显著地改善光学调制效率。 [0072] 同时,为了使光学调制效率最大化,优选的是,存在于双折射海岛纱中的双折射界面的区域较宽。为此,存在于双折射海岛纱中的岛部的数目应当要大。然而,常规的海岛纱包含基于一个纺纱芯同心式布置的岛部。当岛部数目小时,该横截面结构正常,而当岛部数目大(约300或更高)时,与在海岛纱的中心处形成的纺纱芯相邻的岛部则高度密集,并且在纺 纱期间可能聚集在一起(岛结合)。更具体而言,图2和图3示出了包含331个岛部的常规海岛纱的横截面。在图2中,岛部22基于海岛纱中的一个纺纱芯21而同心地布置,并且岛部占海岛纱的总横截面的30~70%。在图3中,岛部24也是基于海岛纱中的一个纺纱芯23而同心地布置的,并且岛部占海岛纱的总横截面的30~80%。当岛部数目小时,该横截面结构正常,而当岛部数目大(约300或更高)或岛部与海岛纱的横截面面积比增加时,与海岛纱的中心处形成的纺纱芯相邻的岛部则高度密集,并且在纺纱期间可能聚集在一起。也就是说,随着海岛纱中的岛部的数目增加,可能易于发生存在于海岛纱的中心处的岛部聚集并成团的不希望的副作用(岛结合)。
[0073] 因此,随着岛部数目减少,具有海岛纱的一般横截面的双折射海岛纱由于岛结合现象而具有下降的双折射界面,并且不利地无法改善光学调制效率到所需的程度。 [0074] 因此,在根据本发明的一个实施方案的亮度增强膜中,为了尝试解决前述问题,将双折射海岛纱分散在片材中,所述双折射海岛纱包含基于两个或更多个纺纱芯而成组的岛部。因此,可防止岛部在一个纺纱芯上过度集中的现象,从而不会造成岛结合。结果,显著地改善了光学调制效率和亮度。
[0075] 以下将参照附图来更详细地说明本发明。
[0076] 图4为示出根据本发明的亮度增强膜的示意性横截面图。更具体而言,亮度增强膜具有如下结构,其中双折射海岛纱31自由地布置在各向同性片材30之内。可用于本发明的片材30的材料包括热塑性和热固性聚合物,其可以透过所需范围的光学波长,并且可以是使得光能够轻易透过的透明材料。优选地,片材30可为非晶形或半结晶性,并可包括均聚物、共聚物或其共混物。更具体而言,合适片材30的实例包括聚碳酸酯(PC);间同立构和全同立构聚苯乙烯(PS);烷基苯乙烯;烷基例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和PMMA共聚物,芳香族和脂肪族的侧基(pendant)(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸乙醇酯和丙醇酯;多官能基(甲基)丙烯酸酯;丙烯酸化环氧树脂;环氧树脂;和其它乙烯不饱合化合物;环烯烃和环烯烃共聚物;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS);苯乙烯丙烯腈(SAN)共聚物;环氧树脂;聚(乙烯基环己烷);PMMA/聚氟乙烯共混物;聚苯醚合金;苯乙烯嵌段共聚物;聚酰亚胺;
聚砜;聚氯乙烯;聚二甲基硅氧烷(PDMS);聚氨酯;不饱和聚酯;聚乙烯;聚丙烯(PP);聚对苯二甲酸链烷酯 (poly(alkane terephthalate)),例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);聚萘二甲酸链烷酯,例如聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN);聚酰胺;离聚物;乙酸乙烯酯/聚乙烯共聚物;醋酸纤维素;醋酸丁酸纤维素;含氟聚合物;聚苯乙烯-聚乙烯共聚物;PET和PEN共聚物,例如聚烯烃PET和PEN;以及聚碳酸酯/脂肪族PET共混物。更优选地,合适片材的实例包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚萘二甲酸乙二酯醇(共-PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC)合金、聚苯乙烯(PS)、耐热型聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氨酯(PU)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯丙烯腈(SAN)混合物、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、聚酰胺(PA)、聚缩醛(POM)、酚、环氧树脂(EP)、脲(UF)、三聚氰胺(MF)、不饱和聚酯(UP)、硅(Si)、弹性体、环烯烃聚合物(COP,日本的ZEON公司和日本的JSR公司)以及它们的组合。更优选地,片材30可由与双折射海岛纱31的海部相同的材料构成。另外,片材30也可包含添加剂,例如抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、润滑剂、分散剂、UV吸收剂、白色颜料和荧光增白剂,只要该添加剂不损害如上所述的物理性质即可。
[0077] 同时,片材的构成成分和光学性质在考虑多种物理特性之下可以与海部和/或纤维相同。在这种情况下,在层合过程中,片材可部分或完全熔化,从而使得能够改善双折射海岛纱与片材之间的粘合性,而不需要使用额外的粘合剂。此外,片材可以包括三层。更具体而言,所述三层可以形成堆叠结构,其包括皮层(B层)/芯层(A层)/皮层(B层)。皮层与芯层之间的厚度比可以为大约1∶2,但并不限于此。为了改善片材和双折射海岛纱,对应于织物并布置在片材外部的皮层可具有与述海部和/或纤维相同的熔化温度。为了防止片材由于灯所产生的热而变形,芯层可由熔化温度高于所述海部和/或纤维的熔化温度的材料制成。
[0078] 接着,将说明包括在片材30中的双折射海岛纱31。如上所述,常规的海岛纱具有其中岛部基于一个纺纱芯而同心地布置的横截面。当岛部数目小时,该横截面结构正常,而当岛部数目大(约300个或更高)时,与在海岛纱的中心处形成的纺纱芯相邻的岛部则高度密集,并在纺纱期间可能聚集在一起。也就是说,随着海岛纱的岛部数目增加,在其中心处存在的岛部会聚集,因而当用于亮度增强膜时,将降低双折射表面并限制光学调制的改善。
[0079] 因此,在根据本发明的一个实施方案的包含有多个岛部和基于所述岛部布置的多个海部的双折射海岛纱中,其问题可通过布置岛部使得它们基于两个或更多个纺纱芯成组得以解决。结果,可以防止岛部在一个纺纱芯上过度集中的现象。
[0080] 图5为示出根据本发明的一个优选实施方案的双折射海岛纱的横截面图。两个纺纱芯41和42形成在海岛纱40中,而岛部43和44布置为使得它们基于纺纱芯41和42成组。也就是说,岛部43和44布置为使得它们基于各自的纺纱芯41和42分隔开。因此,如从海岛纱40的横截面图可以看到,被隔开的岛部的组的数目等于纺纱芯的数目。在这种情况下,基于纺纱芯41和42布置的岛部43和44的各个组可具有的横截面形状为例如半圆形、扇形、圆形、椭圆形、多边形或其变体,它们的形状并无特别的限制,可以相同或不同。例如,图6为示出海岛纱50中存在四个纺纱芯51、52、53和54的情形的横截面图。岛部55、56、57、58的布置形状为扇形,如图6所示,但其一部分可为三角形、四边形或圆形。同时,在图中,每个纺纱芯用粗黑点来表示,其仅是为了更清楚说明而显示的,意指作为该组的实际中心的一个点,并且该点可以是岛部或海部。此外,存在于海岛纱中的空间可实际上填充有岛部,或海岛纱可以仅由海部构成。
[0081] 同时,当纺纱芯的数目被适当地控制时,根据本发明的双折射海岛纱中存在的岛部的总数可以为38到1,500个,更优选500到1,500个,最优选1,000到1,500个。此外,布置在每个纺纱芯中的岛部的数目可为10到300个,更优选100到150个,并且不限于此。因此,在岛部不会聚集并且如下所述的海岛纱与岛部的细度、所需微纤维的细度和光学调制效率皆最大化的条件下,可以适当地控制邻近每个纺纱芯所布置的岛部的数目。 [0082] 根据本发明的第一优选实施方案,纺纱芯可以包括布置在海岛纱的中心处的标准纺纱芯和基于该标准纺纱芯布置的多个周边纺纱芯。更具体而言,图7显示了根据本发明的第一实施方案的双折射海岛纱60的一个实例,并且双折射海岛纱60包括布置在其中心处的标准纺纱芯61和基于标准纺纱芯61布置的七个周边纺纱芯62~68。在这种情况下,优选标准纺纱芯61与周边纺纱芯62~68之间的距离可以基本上均一或不均一。当海岛纱的纵向横截面为圆形时,优选标准纺纱芯61与周边纺纱芯62~68之间的距离基本上均一,以便有效地最小化岛部的聚集。另一方面,当海岛纱的纵向横截面具有椭圆形时,优选标准纺纱芯61与多个周边纺纱芯 62~68形成为使得标准纺纱芯61与周边纺纱芯62~
68之间的距离在椭球体的长轴方向上较长,而在其短轴方向上较短。
[0083] 同时,周边纺纱芯的数目可以优选为3到20个,更优选6到10个。如图7所示,当基于一个标准纺纱芯61布置的周边纺纱芯62~68的数目为6到8个并且在标准纺纱芯61和周边纺纱芯62~68成组的岛部数目为100到200个时,可获得最优良的效果(表1)。
[0084] 根据本发明的第二优选实施方案,海岛纱包含布置在其中心处的一个或更多个纺纱芯,更优选地,海岛纱在其中心处可以不包含纺纱芯。以下除了有关片材的说明之外,将仅说明第二实施方案的区别特征。更具体而言,图8显示了根据本发明的第二实施方案的双折射海岛纱60的一个实例,在图8中,纺纱芯72、73、74和75基于双折射海岛纱的中心71来布置,但在中心71中未形成纺纱芯。图9显示了一个实例,其中基于海岛纱的中心81布置三个纺纱芯82、83和84,并且八个纺纱芯85、86、87、88、89、90、91、92形成在纺纱芯82、83和84之外。布置在内部区域中的三个纺纱芯82、83和84,以及布置在内部纺纱芯82、83和84之外的八个纺纱芯85、86、87、88、89、90、91和92均基于海岛纱的中心81。在这种情况下,纺纱芯的数目优选为3到20个,更优选6到10个,并且不限于此。
[0085] 同时,如图9所示,根据本发明的双折射海岛纱可在存在于一个组中的相邻岛部的中心之间具有最大距离,其小于两个相邻组中的相邻岛部的中心之间的最大距离。更具体而言,如图9所示,不同组中存在的相邻岛部的中心之间存在最近距离d3和最远距离d2。在这种情况下,存在于一个组中的相邻岛部的中心之间的最大距离d1可小于d2。因此,由相邻组之间的间隔形成空间a1和a2。也就是说,双折射海岛纱在两个相邻组之间具有不均一的距离,且形成相邻组之间的边界的相邻岛部的中心之间的最大距离(存在于两个相邻组中的相邻岛部的中心之间的最大距离),大于存在于一个组中的相邻岛部的中心之间的最大距离。相应地,仅有岛部的形状改变(其为简单的图案重复且不能够避免岛结合)的情形,不包括在根据本发明的隔开的组中。
[0086] 同时,当用于本发明中的组型海岛纱具有与常用海岛纱的单根纱线细度相当的细度,并且优选具有0.5到30丹尼尔的单根纱线细度时,用于本发明中的组型海岛纱将是足够的。鉴于有效实现本发明的目的,海岛纱的岛部优选具有0.0001到1.0丹尼尔的单根纱线细度。
[0087] 在根据本发明的另一实施方案的双折射海岛纱中,岛部与海部可具有不同的光学特性,以使光学调制效率最大化,更优选地,岛部可为各向异性,而海部可为各向同性。 [0088] 更具体而言,在包含光学各向同性的海部和各向异性的岛部的海岛纱中,沿着空间轴X、Y和Z的折射率之间基本上相等和不等的程度会影响偏振光的散射。一般而言,散射性能与折射率之差的平方成比例变化。因此,随着根据特定轴的折射率之差增加,根据该轴偏振的光被更强地散射。另一方面,当根据特定轴的折射率之差低时,根据该轴偏振的光束被较弱地散射。当海部在特定轴的折射率基本上等于岛部的折射率时,通过平行于该轴的电场偏振的入射光不被散射,并且与海岛纱的一部分的大小、形状和密度无关,但是可穿过所述海岛纱。更具体而言,图10为示出其中光透过本发明的双折射海岛纱的通路的横截面图。在这种情况下,p波(由直线所表示)透过海岛纱,无关于外部与双折射海岛纱之间的界面和存在于双折射海岛纱中的岛部与海部之间的界面,而S波(由点所表示)受到片材与双折射海岛纱之间的界面和/或双折射海岛纱中的岛部与海部之间的界面的影响,因此被光学调制。
[0089] 前述的光学调制现象时常发生在片材与双折射海岛纱之间的界面和/或双折射海岛纱中的岛部与海部之间的界面上。更具体而言,当片材为光学各向同性时,光学调制发生在片材与双折射海岛纱之间的界面上,如同常用的双折射纤维。具体地,片材与海岛纱之间相对于两个轴向的折射率之差可为0.05或更低,而片材与该海岛纱之间相对于其余一个轴向的折射率之差可为0.1或更高。假设片材的x、y和z轴的折射率分别为nX1、nY1和nZ1,而海岛纱的x、y、z轴的折射率分别为nX2、nY2和nZ2,则该片材的x、y和z轴的折射率中的至少之一可以与双折射海岛纱的x、y和z轴的折射率中的至少之一相等,并且海岛纱的折射率顺序可为nX2>nY2=nZ2。
[0090] 同时,考虑到双折射表面的形成,双折射海岛纱的岛部和海部优选具有不同的光学性质。更具体而言,当岛部为各向异性且海部为各向同性时,双折射表面可以在其间的界面上形成,更具体而言,优选的是,在两个轴上的折射率之差为0.05或更低,而在其余轴上的折射率之差为0.1或更高。在这种情况下,P波穿过海岛纱的双折射界面,而S波引起光学调制。更具体而言,假设岛部的x(纵向)、y和z轴的折射率分别为nX3、nY3和nZ3,而海部的x、y和z轴的折射率分别为nX4、nY4和nZ4,则优选 岛部的x、y和z轴的折射率中的至少之一可以与海部的x、y和z轴的折射率中的至少之一相等,并且nX3与nX4之间的折射率之差的绝对值可为0.05或更高。最优选地,当海岛纱中的海部与岛部之间的折射率之差在纵向上为0.1或更高并且在其余两个轴上海部与岛部之间的折射率之差基本上相等时,可使光学调制效率最大化。同时,其中片材与双折射海岛纱中的海部具有相同的折射率的情形对于提高光学调制效率有利。
[0091] 因此,如上所述,为了使海岛纱的光学调制效率最大化,岛部与海部应具有不同的光学性质并具有宽的光学调制表面面积。为此,应增加岛部的数目,优选岛部的数目应大于500个。然而,在常规的海岛纱中,当岛部的数目为500或更多个时,虽然岛部具有各向异性折射率且海部具有各向同性折射率,但它们可能聚集,因而不利地造成光学调制界面面积的下降和光学调制效率的劣化。如本发明前面的实施方案中所述,在形成有两个或更多个纺纱芯并且布置有500或更多个(优选地1,000或更多个)的岛部的情况下,可以防止岛部的聚集。结果,当根据本发明的实施方案的双折射海岛纱被引入亮度增强膜时,海岛纱的光学调制效率被最大化,并且可以预期光学调制效果和亮度的大幅提高。 [0092] 可用于本发明中的海部和/或岛部的实例包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、共聚萘二甲酸乙二醇酯(共-PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚碳酸酯(PC)合金、聚苯乙烯(PS)、耐热型聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚氨酯(PU)、聚酰亚胺(PI)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯丙烯腈(SAN)混合物、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、聚酰胺(PA)、聚缩醛(POM)、酚、环氧树脂(EP)、脲(UF)、三聚氰胺(MF)、不饱和聚酯(UP)、硅(Si)、弹性体和环烯烃聚合物以及它们的组合。考虑到光学调制的有效改善,优选的是,采用在两个轴上具有基本相同的折射率但在一个轴上的折射率有很大差异的材料作为岛部与海部。然而,更优选的是,当在双折射海岛纱31中使用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)作为岛部的材料,并且单独使用共聚萘二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯合金或其组合作为海部的材料时,相较于由常用材料制成的双折射海岛纱,可大幅提高亮度。特别是当该聚碳酸酯合金用作海部时,可以制备具有最优良光学调制性质的双折射海岛纱。在这种情况下,聚碳酸酯合金可以优选地由聚碳酸酯与改性二醇聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯(modigied glycol polycyclohexylene dimethylene terephthalate,PCTG)制成,更优选地,使用由以15∶85到85∶15的重量比存在的聚碳酸酯与改性二醇聚对苯二甲 酸亚环己基二亚甲基酯(PCTG)构成的聚碳酸酯合金来有效地改善亮度。当聚碳酸酯的存在量小于15%时,纺纱性能所需的聚合物粘度过度地增加,而不利地不能使用纺纱机,而当聚碳酸酯的存在量超过85%时,自喷嘴排出之后,玻璃化转变温度增加并且纺纱张力增加,从而难以确保纺纱性能。
[0093] 最优选的是,使用由以4∶6到6∶4的重量比存在的聚碳酸酯与改性二醇聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯(PCTG)构成的聚碳酸酯合金来有效地改善亮度。此外,鉴于光学调制效率的有效改善,优选采用在两个轴上具有基本相同的折射率但在一个轴上折射率差异很大的材料作为岛部与海部。
[0094] 同时,将各向同性材料改质成双折射材料的方法在本领域中是公知的,例如聚合物分子被取向,因此当材料在适当温度条件下被拉伸时即变成双折射的。 [0095] 鉴于光学调制效率的有效改善,优选采用在两个轴上具有基本相同的折射率但在一个轴上折射率差异很大的材料作为岛部与海部。
[0096] 同时,双折射海岛纱以纱线或织物的形式布置在片材中。首先,在双折射海岛纱是以纱线形式布置在片材中的情况下,多根双折射海岛纱可以优选地在一方向上延伸,并且更优选地,海岛纱可以垂直于光源布置在片材中。在这种情况下,光学调制效率被最大化。同时,布置在一列中的海岛纱可彼此分散,如果适当的话,并且双折射海岛纱可以彼此接触,或可彼此分离。在海岛纱彼此相接触的情况下,它们靠近在一起而形成层。例如,当布置有三种或更多种海岛纱,其横截面具有不同的直径且呈圆形时,那么通过互连垂直于它们的长轴方向的横截面中彼此相邻的三个圆形的圆心所得到的三角形变成不等边三角形。此外,在由垂直于海岛纱(圆柱体)的长轴方向所截取的横截面中,圆柱体布置为使得第一层中的圆形接触到第二层中的圆形,第二层中的圆形接触到第三层中的圆形,且以下的层接触到与其相邻的下一层。然而,仅必须满足在该圆柱的侧面上各别海岛纱接触到两根或更多根其它海岛纱(这些其它海岛纱在圆柱的侧面上彼此接触)的条件。在此条件下,可设计成一种结构,其中第一层中的圆形接触到第二层中的圆形,第二层中的圆形和第三层中的圆形经由插入在其间的支撑介质而彼此隔开,并且第三层中的圆形接触到第四层中的圆形。
[0097] 优选的是,三角形的至少两条边的长度大致相等,该三角形连接在垂直于海岛纱的长轴方向的横截面中彼此直接接触的三个圆形的圆心。特别 地,优选三角形的三个边的长度大致相等。另外,关于海岛纱在亮度增强膜的厚度方向上的堆叠状态,优选的是,堆叠多个层使得两个相邻层依次相互接触。此外,更优选形式为具有基本相同直径的圆柱的海岛纱被致密地填入。
[0098] 因此,在这种更优选的实施方案中,海岛纱具有圆柱形,其中垂直于其长轴方向的圆形横截面的直径基本上相同,并且位于比横截面的最外表面层更靠内的海岛纱在圆柱的侧面上接触到六根其它的圆柱形海岛纱。
[0099] 同时,双折射海岛纱可以织物的形式布置在片材中,如图11所示。在这种情况下,提供一种包含本发明的双折射海岛纱作为纬纱和/或经纱的织物,更优选地,提供一种织物,其中使用本发明的双折射海岛纱作为纬纱和经纱中的一者,并且用各向同性纤维作为另一者。优选地,纬纱或经纱可以由双折射海岛纱的1到200根线形成,且纤维可部分或完全熔化。更具体而言,岛部的熔化起始温度可高于各向同性纤维和/或海部的熔化温度(更优选地,高出30℃)。例如,在岛部的熔化起始温度为230℃的情况下,海部的熔化温度为142℃,各向同性纤维的熔化温度为142℃,经由向片材施加预定的热和压力而将使用这些材料织造的织物层合到插入其间的片材是在150℃的温度下进行的,层合温度高于海部的熔化起始温度,并且纤维和海部由此部分或完全熔化,而岛部并不熔化。因此,当在岛部的熔化起始温度和纤维的熔化温度之间的温度下进行层合时,纤维被熔化并移除,由此解决了亮度增强膜包含相同、不同性质的各向同性纤维的(纤维的外观)现象。此外,纤维和海部因此部分或完全熔化,由此消除了使用额外的粘合剂将织物粘附到片材上的必要性。可使用任何纤维而没有对种类的限制,只要它们是用双折射海岛纱织造来形成织物并满足上述温度条件即可。优选地,当考虑到纤维是利用双折射海岛纱垂直织造的事实时,所述纤维可为光学各向同性。这是因为当纤维也为双折射时,经由双折射海岛纱调制的光可穿过纤维。可使用的纤维的实例包括聚合物、天然和无机纤维(例如玻璃纤维)及其组合。更具体而言,纤维可与海部为相同材料。
[0100] 同时,优选双折射海岛纱相对于1cm3的亮度增强膜为1%到90%的体积。当海岛纱的体积为1%或更低时,亮度加强的效果很微小。当海岛纱的体积超过90%时,由于双折射界面而增加了散射量,这不利地造成光学损失。
[0101] 另外,布置在1cm3亮度增强膜中的双折射海岛纱的数目可为500到 4,000,000个。在双折射海岛纱中的岛部可大幅影响光学调制。当在各双折射海岛纱中的岛部的横截面直径小于光学波长时,折射、散射和反射效果下降,而几乎不发生光学调制。当岛部的横截面直径过大时,光自海岛纱的表面正常地反射,而在其它方向上的漫射相当地微小。岛部的横截面直径可根据光学体的预定应用而改变。例如,纤维的直径可根据对于特定应用而言很重要的电磁辐射波长而改变,并且需要不同直径的纤维来反射、散射或透射可见光、紫外光、红外线和微波。
[0102] 同时,在本发明的一个优选实施方案中,本发明的亮度增强膜可具有在其上结构化的表面层,更具体而言,该结构化的表面层可形成在射出光的该侧面上。该结构表面层的形式可为棱镜、双凸透镜或凸透镜的形式。更具体而言,在射出光的亮度增强膜的侧可具有凸透镜形式的曲面。该曲面可聚焦或散焦穿透到该曲面中的光。同时,光射出表面可具有棱镜图案。
[0103] 接下来,说明用于制备根据本发明的双折射海岛纱的方法。双折射海岛纱可应用到任何用于制备海岛纱的一般方法而没有特殊限制。可使用任何喷丝板或纺纱喷嘴,而没有形状的限制,只要其使得能够制备双折射海岛纱即可。通常可以使用具有与双折射海岛纱横截面上的岛部的布置图案基本上相同形状的喷丝板或纺纱喷嘴。更具体而言,可以使用任何喷丝板,只要其可以通过以下方法形成海岛纱即可:将从设计为隔开其内的岛部的空心栓(hollow pin)或纺纱喷嘴所挤出的岛成分与从设计为填充其间所提供的空间的通道所供应的海成分流进行组合,并且从排出孔挤出组合流,同时逐渐薄化该流,而海岛纱具有两个或更多个纺纱中心。适合使用的喷丝板的实例示于图12和图13中,并且可用于本发明中的喷丝板不必限于此。本发明的双折射海岛纱可使用韩国专利申请2009-12138中所公开的喷丝板来制备。
[0104] 更具体而言,图12显示了适用于本发明的喷丝板的一个实例。更具体而言,在喷丝板100中,用于岛成分的(熔化的)聚合物(在被分配之前存在于岛成分聚合物储存器101中)经由多个空心栓配送到多个岛成分聚合物通道102中,而用于海成分的(熔化的)聚合物在被分配之前经由多个海成分聚合物通道103被引入海成分聚合物储存器104中。
构成岛成分聚合物通道102的每个空心栓经过海成分聚合物储存器104,并相对于布置在其下方的多个芯-壳型组合流通道(core-shell type combined-stream channels)105的入口中心而向下开放。岛成分聚合物流由岛成分聚合物通道102的底部供应到芯-壳型组合流通道105的中心,并且存在于海成分 聚合物储存器104中的海成分聚合物流被导入,使得它们环绕存在于芯-壳型组合流通道105中的岛成分聚合物流,来形成包含作为芯的岛成分聚合物流和作为壳体的海成分聚合物流的组合流。此时,芯布置为使得它们基于两个或更多个纺纱中心成组。将芯-壳型组合流引入到漏斗状的组合流通道106中,然后存在于组合流通道106中的芯-壳型组合流的壳体组合以形成海-岛型组合流。所述海-岛型组合流从布置在漏斗状组合流通道106的底部上的排出口107排出,同时流动通过漏斗状组合流通道106并具有逐渐减小的水平横截面。
[0105] 图13为另一优选喷丝板110的一个实例。对于喷丝板110,岛成分聚合物储存器111经由包括多个孔的岛成分聚合物通道113连接至海成分聚合物储存器112,存在于岛成分聚合物储存器111中的岛成分聚合物(熔化的)经由多个岛成分聚合物通道113被配送,然后被引入海成分聚合物储存器112中。同时,海成分聚合物经由海成分聚合物通道115被引入海成分聚合物储存器112中。同时,引入到海成分聚合物储存器112中的岛成分聚合物经过被接收在海成分聚合物储存器112中的海成分聚合物(熔化的),其然后被引入到芯-壳型组合流通道114中,并在其中心向下流动。同时,存在于海成分聚合物储存器112中的海成分聚合物向下流动,使其环绕经由芯-壳型组合流通道114的中心向下流动的岛成分聚合物。结果,多个芯-壳型组合流形成在多个芯-壳型组合流通道114中,然后在漏斗状组合流通道116中向下流动。结果,类似于图12所示的喷丝板,形成海-岛型组合流,其向下流动,然后从布置在漏斗状组合流通道116的底部上的排出口117排出,而具有逐渐减小的水平横截面。最后,制得本发明的双折射海岛纱。
[0106] 因此,与常用的海岛纱不同,本发明的双折射海岛纱没有岛部的聚集,因而使得能够布置1,000或更多个岛部并形成大量的折射表面,从而有效地改善光学调制效率并提高亮度。
[0107] 此外,在复合纤维通过捻(twist)数根到数几十根海岛纱制得的情况下,例如复合纤维通过捻10根海岛纱制得时,则该复合纤维具有100个双折射界面,因此造成至少100次的光学调制。此外,在制得由数根线构成的海岛纱,例如由10根线构成的海岛纱的情况下,由所述纱制备的复合纤维具有100个双折射界面,由此造成至少100次的光学调制。本发明的海岛纱可通过例如共挤出的方法来制备,但是并不限于此。
[0108] 因此,虽然常规的海岛纱利用在海部熔化之后仅留下的岛部作为微纤 维,而与其双折射性无关,但是本发明利用包含具有不同光学性质的海部和岛部的海岛纱,而非熔化海岛纱的海部。为了达成本发明的目的,本发明采用了岛部为各向异性且海部为各向同性的情形,并且反之亦然。
[0109] 同时,根据本发明另一方面,提供一种包含该亮度增强膜的LCD装置。具体地,图14示出了使用根据一个实施方案的亮度增强膜的LCD装置。在图14中,反射板220,多个冷阴极荧光灯230和光学膜240按此顺序自底部布置在框架210上。光学膜240包括漫射板241、光漫射膜242、棱镜膜243、亮度增强膜244和偏振光吸收膜245,它们按此顺序由底部堆叠。堆叠顺序可根据预定目的而改变,或元件可被省略,或以复数数目提供。例如,漫射板241、光漫射膜242和棱镜膜243可以省略,并且其堆叠顺序或位置可以改变。此外,其它元件,例如相衬膜(未示出)可在适当位置处插入到该LCD装置中。同时,放置在模具框架250中的液晶显示面板260可布置在光学膜240上。此外,LED可用作光源,而非冷阴极荧光灯230。
[0110] 该LCD装置的原理将根据光的通路来图示。光自背光230照射,然后传输到光学膜240的漫射板241。然后,光穿过光漫射膜242,使得其可以垂直于光学膜240被引导。然后该光穿过棱镜膜243,到达亮度增强膜244,此时经历光学调制。具体地,P波穿过亮度增强膜244,不会有光学损失。另一方面,经历光学调制(例如反射、散射、折射)的S波在布置于冷阴极荧光灯230的后表面上的反射板220上被反射,随机地转换成P波或S波,并再次穿过亮度增强膜244。然后,所述波穿过偏振光吸收膜245,并到达液晶显示面板260。
从而,相较于常规亮度增强膜的情形,可预期基于前述原理引入本发明的亮度增强膜的LCD装置可显著地增强亮度。
[0111] 同时,虽然使用亮度增强膜是针对LCD进行描述的,但并不限于此。也就是说,亮度增强膜可广泛地用于平板显示器中,例如投影式显示器,等离子体显示面板(PDP)、场发射显示器(FED)和电致发光显示器(ELD)。发明模式
[0112] 下文中,将提供以下实施例和实验性实施例来进一步理解本发明。这些实施例仅为了说明性目的,而无意于限制本发明的范围。
[0113] <实施例1>
[0114] 由比例为5∶5的聚碳酸酯和改性二醇聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基 酯(PCTG)构成的各向同性PC合金用作海成分(nx=1.57,ny=1.57,nz=1.57),而各向异性PEN(nx=1.88,ny=1.57,nz=1.57)用作岛成分。为了获得具有如图5所示横截面的海岛纱,这些材料放置在与海岛纱具有相同横截面的喷丝板上。在该组成下,未拉伸纱线150/24在305℃的纺纱温度和1,500M/分钟的纺纱速率下纺纱,然后拉伸3倍来得到50/24拉伸纱线。对于由此制得的如图5所示的成组的海岛纱,200个由100个岛部构成的组被布置在两个纺纱芯的每一个中。海岛纱织物使用由此制得的24根海岛纱的线作为纬纱并使用一般的各向同性聚酯纤维作为经纱来织造。然后,海岛纱织物被放置在由与双折射海岛纱的海部相同的材料制成的两个PC合金板材之间的空间上,并利用预定的压力挤压以使海岛纱织造的织物层合到该PC合金板材上。然后,将氨基甲酸酯丙烯酸酯与环氧丙烯酸酯的混合可UV固化的涂覆树脂(折射率为1.54)涂覆到层合织物的PC合金板材和引入镜面卷(mirror surface roll)的区域上,并被一次及二次UV固化来制备复合板材,在复合板材中堆叠有双折射海岛纱。涂覆树脂在UV涂覆固化之前的折射率为1.54,而在固化之后其折射率为1.57。使用该涂覆树脂制得厚度为400μm的亮度增强膜。
[0115] <实施例2>
[0116] 按照与实施例1相同的方式制造亮度增强膜,不同的是,使用的双折射海岛纱的横截面对应于图7的横截面,并且其中在一个纺纱芯中布置有130个岛部并且岛部的总数因而为1,040个。
[0117] <实施例3>
[0118] 按照与实施例1相同的方式制造亮度增强膜,不同的是,使用的双折射海岛纱的横截面对应于图9的横截面,并且其中在一个纺纱芯中布置有100个岛部并且岛部的总数因此为1100个。
[0119] <对比例1>
[0120] 厚度为400μm的亮度增强膜按照与实施例1相同的方式来制造,不同的是,使用的双折射海岛纱的岛部为各向同性PET(nx=ny=nz=1.57),其海部为各向同性共-PEN(nx=ny=nz=1.57),并且具有对应于图5的横截面。
[0121] <对比例2>
[0122] 使IV 0.53的PEN树脂聚合来制备未拉伸纱线150/24的生纱,而非在实施例1中使用的双折射海岛纱。此时,纱线在305℃的纺纱温度和 1,500M/分钟的纺纱速率下纺纱。所获得的未拉伸纱线在温度150℃之下被拉伸三倍来制备50/24拉伸纱线。PEN纤维显示有双折射性,并且在各个方向上具有的折射率为nx=1.88、ny=1.57和nz=1.57。厚度为400μm的亮度增强膜按照与实施例1相同的方式来制造,不同的是,使用双折射PEN纤维,而非实施例1的海岛纱。
[0123] <对比例3>
[0124] 按照与实施例1相同的方式制造亮度增强膜,不同的是,使用如图2所示的包括一个纺纱芯和基于该纺纱芯布置的200个岛部的海岛纱,而并非实施例1中的双折射海岛纱。 [0125] <对比例4>
[0126] 按照与实施例1相同的方式制造亮度增强膜,不同的是,使用如图3所示的包括一个纺纱芯和基于该纺纱芯布置的500个岛部的海岛纱,而并非实施例1中的双折射海岛纱。 [0127] <实验性实施例>
[0128] 以下对实施例1到3和对比例1到4中制造的亮度增强膜的物理性质进行评估,由此得到的结果示于下表1中。
[0129] 1.亮度
[0130] 进行以下测试,以测量由此制得的亮度增强膜的亮度。将面板组装在32″直接发光型背光单元上,所述光单元具有漫射板、两个漫射片和该亮度增强膜,使用BM-7测试仪(韩国的TOPCON公司)测量9个点的亮度,得到并示出平均亮度值。
[0131] 2.透射率
[0132] 根据ASTM D1003标准并使用COH300A分析仪(日本的NIPPON DENSHOKU公司)测量透射率。
[0133] 3.偏振程度
[0134] 使用RETS-100分析仪(日本的OTSKA公司)测量偏振程度。
[0135] 4.水分吸收
[0136] 将亮度增强膜根据ASTM D570标准沉浸在23℃的水中达24小时,并测量其在处理之前和之后的样品wt%变化。
[0137] 5.片材出芽(sheet sprout)
[0138] 将亮度增强膜组装在32″背光单元中,竖立在RH 75%、60℃的恒温恒湿器中达96小时,然后拆开。该亮度增强膜的出芽水平以肉眼进行观察,由此得到的结果标记为○、△或×。○:良好,△:正常,×:不良
[0139] 6.耐受UV性
[0140] 亮度增强膜使用在高度10cm处的130mw紫外光灯(365nm)使用SMDT51H(韩国的SEI MYUNG VACTRON公司)照射10分钟。在处理之前和之后的黄色指数(YI)使用SD-5000分析仪(日本的NIPPON DENSHOKU公司)进行测量,由此评估黄化水平。
[0141] 表1
[0142]
[0143] 由表1可以看出,包含根据本发明的双折射海岛纱(实施例1到3)的亮度增强膜相较于未使用双折射海岛纱(对比例1到4)的亮度增强膜呈现出优良的整体光学性质。特别地,在实施例2中使用具有与图7相同的横截面的海岛纱的情形呈现出最为优良的效果。
[0144] 同时,由对比例1可以看出,对于岛部与海部呈现出相同的光学性质的情形,虽然采用了本发明的双折射海岛纱的横截面,但是几乎无法获得亮度的增强。在采用包括一个纺纱芯的常规海岛纱的横截面的情况下,虽然岛部与海部具有不同的光学性质,也呈现出低的光学性质。由这些结果可以确认,其中岛部与海部具有不同的光学性质并采用根据本发明的双折射海岛纱的横截面的情形呈现出显著优良的光学性质。
[0145] 工业应用性
[0146] 本发明的亮度增强膜呈现出优良的光学调制性能,因此可以广泛用于照相机、移动电话、电致发光显示器和需要高亮度的LCD装置中。
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