[发明专利]包含无纺片材的漫反射器

说明书

技术领域

本发明涉及包含无纺片材的可见光漫反射器，所述片材的至少一个面上具有粘结剂层，所述粘结剂层包含粘结剂和分散在粘结剂中的可见光散射体。

背景技术

许多应用中都要用到特殊的反光表面，这些应用要求反光表面几乎完全反射可见光，同时使来自表面的光分布均匀。虽然镜面化表面可提供近似完美的可见光反射效果，但离开这些表面的光能仅在等于入射角的角度上分布均匀。对于许多应用，可见光按照一定分布从表面反射是很重要的。这种性质称作漫反射或朗伯反射。光的朗伯反射是光在材料上沿所有方向发生均匀漫反射，而不会按照朗伯余弦定律随着视角产生方向依赖性。漫反射产生于光自材料表面上的特征结构发生的外散射与光自材料内部特征结构发生的内散射的组合。举例而言，光的内散射产生于材料的内部特征结构，如孔和粒子。若材料中折射率不均匀的相彼此靠近，当特征结构的平均直径稍小于入射光的半波长时，材料的每单位特征体积中的光散射截面最大。当散射特征结构的折射率与其中分散有特征结构的相的折射率具有较大差异时，散射程度也增加。

在许多应用中，可见光的漫反射性特别重要。电子设备(例如仪表盘、便携式计算机屏幕、液晶显示器(LCD))的直视显示器，不管它是依赖补充光(例如背光)还是自然光，都需要漫反射背表面，以最大程度提高图像质量和强度。对于用电池供电的设备中所用的背光直视显示器，反射性尤其重要，因为提高反射性直接关系到要求使用更小的光源，也就是要求功率更低。

便携式计算机LCD是一个要求很高的庞大市场，它要求可见光在非常薄的材料上产生高水平的漫反射。对于某些市场来说，较薄的背光反射器很关键的一点也就是小于250微米，且往往小于150微米，这样才能最大程度减小成品显示器的厚度。

LCD背光源中所用反射材料对背光单元以及最终LCD模块的亮度、均匀度、颜色和稳定性具有显著影响。对于直视LCD背光源，对反射器的要求包括在使用条件下(包括腔体温度达50-70℃)的高昼光(photopic)反射率(例如＞95％)和高稳定性，对来自冷阴极荧光灯(CCFL)源的紫外(UV)光的高稳定性，高温湿度循环性能。在直视背光源中，反射器是背光单元整体的组成部分，因此，材料的物理性质也很重要。边缘照明式背光源的要求有所不同，其工作温度通常较低，对UV稳定性的要求也低，因为光导件中存在UV吸收。然而，边缘照明式背光源反射器有其他要求，包括：要与光导件均匀接触但不能损坏它，尽可能减小反射器的厚度。

由于反射材料具有许多不同的应用，自然就有众多的市售产品，它们具有一系列漫反射性质。工业上的主要努力方向是制造反射器片材原料，用以提高不断发展的各种电子光学显示器件中所用LCD屏幕的图像质量。美国专利第4912720号描述了一种工业标准漫反射材料，美国新罕布什尔州北萨顿市的蓝菲光学有限公司(Labsphere，Inc.，North Sutton，NH，USA)以商标销售该材料。此种材料包含聚四氟乙烯的轻度堆积颗粒，其空隙率约为30％至50％，将其烧结成较硬的粘结块，以保持此空隙率。据称，利用美国专利第4912720号介绍的技术，可用此种材料获得格外好的可见光漫反射特性，其在可见光波长范围内的昼光反射率超过99％。尽管该材料具有这样的优点，但通常无法用它制得厚度小于250微米的很薄的膜，如便携式LCD市场所需的那些薄膜；而且，在这种厚度水平上，无法得到足够的反射性能。

美国特拉华州戈尔公司(W.L.Gore & Associates，Inc.，DE，USA)生产的Gore^TM是膨胀型聚四氟乙烯(PTFE)反射材料，其包含通过原纤维互连的聚合物节点，这些节点限定出微孔结构。此种材料具有高柔韧性和优异的漫反射性质。其缺点是成本过高。