[发明专利]光漫射粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及光漫射材料，尤其涉及具有优良光漫射性能的、低反散射的光漫射粘合剂。

发明背景

诸如液晶显示和背景屏幕等信息显示常依赖于用于有效运行和提高可读性的光漫射光学结构。该光漫射结构在这些显示器中起决定性作用，该结构使来自光源的光向前散射，而该向前散射的光强度没有明显的损失。通过减少入射光的量(将入射光散射或反射回至光源)，该经散射的但仍具有高透射率的光使该显示器具有理想的背景亮度。在设计这些光漫射结构时，消除或限制该“反散射”的光是设计这些光漫射结构的关键因素。

设计光漫射结构的一种方法是向透明的或半透明的塑料薄膜中填入或埋入刚性颗粒。当这些颗粒经适当地筛分用于薄膜的制备和配制时，它们能散射和漫射入射光。然而，使用一些颗粒会导致某些不需要的和有害的光学效应，这些效应有损于入射光的总的亮度或透射率。例如，当在光漫射结构中使用某些无机颗粒(如二氧化钛粉末)或如果使用过小的颗粒(即颗粒尺寸在入射光波长的数量级)，则会由于高水平的反散射而导致亮度的明显损失。相反，如果使用与入射光的波长相比粒径大的颗粒和/或如果颗粒的折射率与连续的塑料薄膜相同或非常接近，则几乎不发生光漫射。

另外，某些填有颗粒的塑料薄膜虽然能有效地作为光漫射层，但当光通过该薄膜时，光的偏光性会改变。在一些结构(如液晶显示)中，由于光漫射薄膜或部件导致的任何明显的光的消偏振都会使成象质量受到损失。

发明综述

简单地说，本发明一方面涉及光漫射粘合剂，该粘合剂含有压敏粘合剂基质和填入其中的有机聚合物微粒的混合物，其中压敏粘合剂基质的折射率为n₁，而有机聚合物微粒的折射率为n₂，基质与微粒的折射率之差的绝对值，即|n₁-n₂|大于零，通常为0.01至0.2。基质与微粒的重量比(以固体为基准)约为1∶1至50∶1，较好约为4∶1至25∶1。

有利的是该粘合剂基质既可含水又可含溶剂，这样可以使选择用于控制光学性能的粘合剂的范围更大。而且，该粘合剂基质可以是能形成薄膜的材料或是基于微球的材料。本发明中所用的光漫射微粒可以用各种聚合方法制备，这使使用者能有更多的机会控制微粒的尺寸、组成、形态和各种性能。

另外，适当地对颗粒尺寸、颗粒组成、折射率、颗粒负载和其它性能及参数作综合考虑，以使光漫射性能调节至适合于其用途。本发明也涉及将这些光漫射粘合剂附着于或粘附于其它偏振薄膜、反射基材或其它光学元件。由于这些光漫射材料具有粘合性能，因此不需要另外的粘合剂层来将表面通过层压或粘合附着于基材，而该另外的粘合剂层会有损于光控装置的光学性能。另外，本发明提供了不仅是光漫射的而且具有柔韧性的材料。

有利的是本发明的光漫射粘合剂不会明显地反散射入射光或消偏振透射光。

较佳实例的描述

本发明的光漫射粘合剂含有压敏粘合剂基质和填入其中的有机聚合物微粒的混合物，其中压敏粘合剂基质的折射率为n₁，而有机聚合物微粒的折射率为n₂，基质与微粒的折射率之差的绝对值，即|n₁-n₂|大于零，通常为0.01至0.2。

基质与微粒的重量比(以固体为基准)约为1∶1至50∶1，较好约为4∶1至25∶1。虽然许多因素会影响本发明的粘合剂的光漫射性能，但基质与微粒之比是重要的因素。一般来说，当基质与微粒之比过大时，颗粒浓度不足以充分漫射入射光，需要更厚的薄膜。另一方面，当微粒浓度超过基质的50％时，亮度和透射率变差。

其它影响粘合剂的光漫射性能的因素包括微粒尺寸、基质和微粒的折射率之差、基质和微粒的折射率梯度、涂覆在基材上的干的光漫射粘合剂的厚度以及微粒组分的固有性能(如结晶度、有机或无机特性、吸收性能等等)。

为了在光漫射粘合剂层中获得所需的光学性能，压敏粘合剂基质的折射率(n₁)与微粒填料的折射率(n₂)之差的绝对值应大于零，通常为0.01至0.2。这些组分的折射率值可直接通过使用标准折射计的方法而得到(例如使用阿贝折射计根据ASTM测试方法D542得到)，或者更简便地通过查阅各种聚合物材料的折射率数据表而得到(例如Polymer Handbook，3rd.ed.，New York，John Wiley&Sons，1989.pp.VI/451-VI/461)。