专利名称：用于液晶显示器装置的无尘漫射板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及能够通过产生均一的光学漫射获得清晰的光学影象的用于液晶显示器(LCD)的无尘漫射板(dust-free diffusion plate)。特别地，本发明涉及用于LCD的无尘漫射板及其制造方法，其中，该无尘漫射板通过形成无尘涂层，以防止随着时间的推移，灰尘粘附到该漫射板的表面上，和防止由于该漫射板的透光度和漫射减少而使得图像质量下降，并能通过产生均一的光学漫射而获得清晰的光学影象。
背景技术：
在使用液晶的显示装置中，光是从用于驱动该液晶的窄荧光灯经由漫射板或一般由聚碳酸酯或压克力板(acryl plate)形成的导光板进行漫射的。在小型和中型LCD装置中，用作产生光的光源的荧光灯位于称作导光板的压克力板或聚碳酸酯板的侧面，光从该导光板的侧面辐射从而将整个导光板作为平光源(flat lightsource)，且在其上配置漫射膜(diffusion film)以在其全部面积上均一地传播所述辐射光。然而，在大型的例如32英寸或40英寸的LCD装置中，由于难以处理和生产所述的窄荧光灯，光不从所述导光板的侧面辐射出，所述荧光灯位于被称为漫射板的聚合物片材的背面，且所述光通过该漫射板漫射，从而以均一强度辐射所述全部面积。
在LCD装置中，所述漫射板所在的部分不能完全与外界隔离，结果细小尘粒可能流入该漫射板所在的部分中。由于对流作用，该尘粒不流出而是在内部周围漂浮，于是就粘附到所述漫射板的表面上。随着时间的推移，该漫射板表面的灰尘累积，并降低了所述漫射板的透光度和漫射性能，从而降低了所述LCD装置的图像质量。
为了抑制这种现象，可在进气口处设置一个能防止灰尘流入的过滤器以阻挡较大的尘粒。然而，这种过滤器不能阻挡细小尘粒流入和最终粘附到所述漫射板的表面上从而降低图像质量。
由于所述设置在进气口处的过滤器不能彻底防止灰尘进入，因此最有效的解决办法是提供本身就能防止尘粒粘附到其表面的漫射板。在这种情况下，制造所述无尘漫射板时，该漫射板的透光度不应显著地降低。因此，需要一种能防止灰尘粘附到其表面且不降低透光度的漫射板。
另外，例如高雾度(haze)、总透光度等光学性能是所述漫射板的基本性能。因此，需要一种能防止灰尘粘附到其表面并提高光学性能的漫射板。
发明内容
本发明通过提供一种包括无尘涂层的用于液晶显示器(LCD)的漫射板满足了上述需求。
另外，本发明提供了透光度和漫射性能提高了的用于LCD的无尘漫射板。
另外，该本发明提供制造该漫射板的方法。
在本发明的一种实施方式中，提供了一种用于LCD的无尘漫射板，该漫射板包括在其表面上形成的透明无尘涂层。
在本发明另一实施方式中，提供了一种用于LCD的无尘漫射板的制造方法，该方法包括制备漫射板；并在该漫射板的表面涂覆无尘涂料溶液。
根据本发明，考虑到由于静电现象灰尘会粘附到所述漫射板的聚合物表面上的事实，因此可使用能防止电荷在所述表面上累积或能将所述累积电荷排出的合适方法来防止灰尘粘附到所述聚合物的表面上。因此，采用一种将能够防止灰尘粘附到其上而不显著地降低可见区的透光度的抗静电溶液涂覆到所述绝缘漫射板表面的方法。
本发明用于形成所述涂层的无尘涂料溶液可以是本领域已知的任何抗静电液体涂料溶液，该涂料溶液在涂敷和干燥后产生表面电阻可调至约103-1011欧姆/平方厘米的聚合物表面。本发明中，能够形成所述涂层的代表性涂料溶液包括，仅含有导电聚合物或混有适当粘和剂的导电聚合物作为活性组份的涂料溶液，以及含有能用作导电材料的金属氧化物颗粒和适当粘和剂作为活性组份，并分散在适当溶剂中的涂料溶液，或表面活性剂型涂料溶液例如季铵盐。除这些例子以外，可通过喷涂法、沉积法或溶胶凝胶法在所述漫射板表面上形成用作透明电极材料的铟-锡氧化物(ITO)，以达到同样的效果。
当使用所述导电聚合物时，可使用热固型涂料组合物，并可通过混合导电聚合物和聚合物粘合剂制得该涂料溶液。所述涂料溶液优选含有0.05-10重量％的导电聚合物、5-40重量％的聚合物粘合剂和50-94.95重量％的溶剂作稀释剂。更优选地，基于100重量份的所述溶液，所述涂料溶液含有1-5重量份的增稠剂、1-5重量份的高沸点溶剂、1-5重量份的分散剂和至少0.01-0.1重量份的粘合剂和滑润剂。
所述导电聚合物包括水溶性或有机溶剂型聚合物，例如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩及其改性导电聚合物如3位上为具有5-12个碳原子的烷基的聚噻吩、3，4位被乙撑二氧基取代的3，4-聚乙撑二氧噻吩、或其2，3位上为具有1-4个碳原子的烷氧基的聚噻吩、或具有氨基和磺酸基中的一个的聚苯胺和具有5-12个碳原子的烷基的吡咯中的任意一种。
根据所述聚合物的性能，优选涂料组合物中的所述导电聚合物为水基或溶剂基溶液。所述水基导电聚合物溶液包括Baytron PHTM(德国H.C.Starck生产)，其溶液中分散有1％浓度的聚噻吩基导电聚合物，所述溶剂基溶液包括W1-GreenTM(德国Ormecon GmbH公司生产)和Panipol Toluene Solution(Panipol公司生产)，上述全部为市场上可买到的导电聚合物涂料溶液。在上述导电聚合物中，优选使用3，4-聚乙撑二氧噻吩，因为其透光度较高。
对上述公开的成分的范围不作严格限制。这些范围以外的变化可能包括在本发明范围内，且对于本领域技术人员而言是显而易见的。
在涂覆时当仅使用所述导电聚合物溶液时，其易于与作为涂覆对象的聚合物基材表面分离或溶解到溶剂中。因此，必须向所述溶液中加入粘合剂。
本发明中使用的所述粘合剂包括可溶性粘合剂和溶剂型粘合剂，并可使用具有丙烯酸官能团、氨基甲酸酯官能团、环氧官能团、酰胺官能团、酰亚胺官能团、酯官能团、羰基官能团、羟基官能团、硅烷官能团、钛酸酯官能团和硅酸酯官能团中至少一种官能团的粘合剂。或者，可将上述多种粘合剂混合使用。根据所用溶剂的性能有选择地加入上述粘合剂，且在这种情况下，可根据所需的电阻改变粘合剂的量。当本发明的表面电阻为104-1010欧姆/平方厘米时，所述导电聚合物和粘合剂优选为预定的比例。
另外，当所述粘合剂含有固化活性组份以便提高所述无尘涂层的材料性能时，可使用三聚氰胺固化剂、环氧固化剂、弱有机酸基固化剂如对甲苯磺酸和萘磺酸、异氰酸酯固化剂如窃衣烯异氰酸酯(torilenisocyanate)和甲基双异氰酸酯(methylbisisocyanate)、胺基固化剂(amine-based hardener)和有机弱酸固化剂。可根据固化反应种类有选择地使用这些固化剂。当至少发生两个固化反应时，可在反应速度不降低或太快的范围内使用至少一种固化剂。当如上所述将粘合剂固化时，可将所述固化剂混合使用，且即使不采用另外的固化方法，所述固化也可通过LCD装置使用时产生的热逐步进行，当使用抗静电和无尘固化剂时，由此所述层可逐渐固化。
当制备含有所述导电聚合物的涂料溶液时，对于提高其分散性能的分散剂没有特别的限制。然而，可优选使用1-甲基-2-吡咯啉酮(pyrolelidinone)、1-甲基吡咯啉酮(pyrollidon)、2-甲基吡咯啉酮(pyrollidon)、1-甲基-3-吡咯啉二醇(pyrolerydiol)等。所述化合物可在干燥和固化时充当固化剂，并由于其与导电聚合物链出色的相容性，可预先通过增加所述导电聚合物的有效导电长度来提高导电性。
可使用抗氧化剂来抑制热氧化分解。所述抗氧化剂可包括受阻酚，例如季戊四醇(pentaerytrityl)-四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯(propinate)]、十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸酯、三甘醇-双-3(3-叔丁基-4-羟基-5-甲苯基)丙酸酯、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基S-三嗪(triasine)-2，4，6-(1H3H5H)三酮(trion)和硫代乙烯基双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(phosphite)等。然而，所述抗氧化剂不局限于这些例子。
另外，可用高沸点的乙二醇和丙三醇来调节粘度和提高分散度。可使用乙二醇、二乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二乙醚、丙三醇和丙三醇缩水甘油醚中的至少一种。
涂覆时，可使用滑润剂、消泡剂和均化剂来提高流动性、延展性和粘合强度。特别地，优选非离子和离子型表面活性剂以及硅或氟(florin)基表面活性剂化合物。生产这类化合物的公司包括Dupont、Dowcorning、Shinetsu、Witco、3M等。可使用市场上可买到的任何滑润剂和消泡剂。这些产品由各公司生产，并可根据材料性能和预期效果有选择地使用。
根据所用的导电聚合物和粘合剂是水溶性的还是有机溶剂可溶性的等来适当选择涂覆用的溶剂。所述溶剂的例子包括蒸馏水，含有1-4个碳原子的醇，例如甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇，和选自甲苯、二甲苯、丙酮、甲乙酮、乙酸乙酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚和乙二醇单丁醚中的至少一种溶剂。优选地，可选择与整个组合物相容并具有比重高和低比重(high and low specific gravities)的上述两种溶剂，并混合成占整个涂料组合物的50-94.95重量％。
所述组合物中的粘合剂组分可单独使用钛酸酯或硅酸酯，或与上述粘合剂组分以(5∶95)至(95∶5)的重量比混合使用。通常，众所周知，所述硅酸酯等组分必须在约150℃的温度下固化30分钟才能使固化反应充分进行。然而，由于所述漫射板是具有低耐热性能的聚合物片材，因此固化反应不能在约150℃的温度下进行。但是，所述漫射板可通过由用于提供电能的变极器(inverter)和光源产生的热逐步固化。因此，制备所述无尘溶液时，有利地使用上述无机粘合剂以使得LCD使用时所述无尘层逐步固化。
另外，尽管稍微复杂一些，也可使用汽相聚合方法和直接聚合方法，其将导电聚合物单体、氧化剂和掺杂剂混合，以在所述漫射板表面上形成几十至几百纳米厚的无尘层，从而保持相同的透明度并产生防尘和抗静电性能。
另外，由于所述层不以需要耐久性的方式使用，因此无需具有硬质材料性能。然而，所述涂覆可使用紫外固化方法进行，以免处理过程中发生刮擦。
紫外固化抗静电组合物可通过混合下述物质制得基于总100份，1-20重量份导电聚合物、1-30重量份紫外固化低聚物、1-20重量份紫外固化单体、0.01-5重量份光引发剂、0.01-5重量份滑润剂、0.01-2重量份紫外稳定剂、0.01-1重量份反应抑制剂、0.01-1重量份抗氧化剂和16-96.95重量份溶剂以及可任选加入的1-10重量份交联活性助剂(cross-linking coagent)。
改性导电聚合物例如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩或聚(3，4-乙撑二氧噻吩)可作为所述组合物中的导电聚合物使用。当使用用于涂覆挤压表面的抗静电溶液时，所述导电聚合物具有各自的颜色(例如，暗褐色聚吡咯、深绿色聚苯胺和淡蓝色聚乙烯-二氧噻吩)，因此使用淡蓝色聚(3，4-乙撑二氧噻吩)最有效。特别地，就聚(3，4-乙撑二氧噻吩)而言，由于有可能将其制成水基形式，因此在防止环境污染方面具有优势。
所述UV-固化粘合剂树脂的例子可由单体或低聚物制得。所述单体分子量小且具有容易被紫外光断裂从而引发固化反应的双键。由此所述树脂变成大分子量的聚合树脂。该低聚物粘合剂树脂具有较大的分子量，且通常为至少含有两个有机官能团的丙烯酸树脂或甲基丙烯酸树脂，其主要含有氨基甲酸酯官能团、环氧官能团、酯官能团、丙烯酸官能团、聚丁二烯官能团、硅官能团、三聚氰胺官能团和树形大分子官能团(dendrimer functional group)。同所述单体粘合剂树脂一样，当紫外光照射到所述低聚物粘合剂树脂中的丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯上时，双键断裂生成聚合物。另外，在这些至少具有两个有机官能团的低聚物中，当使用近年来开发并使用的至少具有六个有机官能团的低聚物，特别是具有12-15个官能团的低聚物时，可获得包括快速固化速度和硬质材料性能在内的涂覆性能。另外，所述固化只能用丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯单体进行。然而，该单体易碎，因此优选将其与具有多个有机官能团的低聚物混合以提高所述材料性能并加快固化速度。
用于紫外固化的代表性光引发剂可包括苄基二甲基缩酮、羟基环己基苯酮、羟二甲基乙酰苯、羟二苯乙醇、2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦、安息香异丙醚和二苯甲酮、2-氯二噁酮(dioxanon)、异丙二噁酮(isoprophyldioxanon)等。
所述交联活性助剂是与所述光引发剂一起使用时有助于所述紫外固化反应且当使用合适量时能起提高硬度的作用的组分。
所述滑润剂为氟、磷或硅基表面活性剂，并用来提高所述涂料溶液的流动性和帮助各组分溶解到所述溶剂中。可将改性的氟代有机聚硅氧烷、低分子和聚合物聚丙烯酸脂、硅聚丙烯酸脂(silicon polyacrylate)、聚乙烯改性聚硅氧烷、氟化改性聚硅氧烷等用做滑润剂。
所述紫外稳定剂是当导电聚合物在紫外光照射时用于抑制共轭双键断裂和导电率下降现象的组分。可使用各种紫外稳定剂，例如2，4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮、乙基-2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸酯等。
能抑制进一步紫外固化进行的所述反应抑制剂可以是包括各种硫醇在内的化合物。例如，所述反应抑制剂可以是带有各种任选取代(substitute operational)基团的化合物例如甲硫醇、乙硫醇、正丙硫醇、异丙硫醇、正丁硫醇、异丁硫醇、仲丁硫醇、叔丁基硫醇、正戊硫醇、异戊硫醇、正己硫醇和十二烷基硫醇中的一种或至少两种化合物的混合物。所述反应抑制剂含有双键，其用来防止随着时间的流逝可能导致抗静电性能下降的进一步反应。也就是说，当参与所述反应的剩余引发剂曝露在空气中时，不仅可能使含有双键的导电聚合物本身分解(disassemble)，还会使所述导电聚合物和掺杂剂的掺杂状态变得不稳定，并引起所述电阻的变化。因此，可采用通过向固化设备中注入氮气或惰性气体，而在所述反应的初始阶段产生无氧气氛的方法来使固化充分进行并增强硬度。其对于防止过度反应很重要。
所述用于抑制热氧化分解的抗氧化剂可包括三(2，4-二叔丁基苯基)磷酸酯((2，4-di-tertiary-butyl phenyl)phosphate)和受阻酚，例如，季戊四醇-四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯]、十八烷基-3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、三甘醇-双-3(3-叔丁基-4-羟基-5-甲苯基)丙酸酯、1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基S-三嗪-2，4，6-(1H3H5H)三酮和硫代乙烯基双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]，但不局限于这些例子。
可使用高沸点的乙二醇和丙三醇以调节所述粘度并提高分散度。这类乙二醇和丙三醇可为选自由乙二醇、二乙二醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二乙醚、丙三醇和丙三醇缩水甘油醚组成的组中的至少一种。
涂覆时，可优选使用例如能提高流动性、延展性、粘合强度的润滑剂，特别是离子和非离子型表面活性剂和硅或氟(florin)基表面活性剂性化合物作为添加剂。生产这类化合物的公司可包括Dupont、Dowcorning、Shinetsu、Witco、3M等。然而，可使用任何市场上可买到的润滑剂和消泡剂作为添加剂加入到所述溶液中，且此类添加剂不局限于上述公司生产的产品。可根据材料性能和预期效果有选择地使用添加剂。
能够用于本发明组合物的溶剂的种类可包括具有1-4个碳原子的醇，例如甲醇、乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇、异丁醇等，酰胺基溶剂，例如N-甲基-2-吡咯啉酮(pyrrolelidon)、2-吡咯啉酮(pyrollidon)、N-乙烯基-2-吡咯啉酮(pyrollidon)、N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺等，和醚基溶剂，例如丙酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、氯仿、二氯甲烷，和多元醇，例如乙二醇、丙三醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚和乙二醇单丁醚。本发明可使用至少一种上述种类的溶剂，且当将两种进行混合时，优选其混合比为5∶95-95∶5。
除上述紫外固化组合物外，可用热固法涂覆所述导电聚合物，且将所述紫外固化组合物的单组分涂覆其上并再次固化，由此可制得对溶剂例如醇具有增强的耐久性，且摩擦不易脱落的涂覆产品。如上所述，由于通常的导电聚合物组合物摩擦易于脱落或易于被溶剂擦去，上述方法是一种好方法。此外，形成所述保护层的方法不仅可使用所述紫外固化组合物，也可以使用能通过热进行固化的组合物。
所述原理如下。当将所述导电聚合物混合到其中以提供抗静电性能时，所述热固性聚合物粘合剂和所述紫外固化剂的材料性能下降。并且，对所述导电聚合物和紫外固化剂进行基本涂覆后，如果在上面涂覆高耐久性紫外固化剂或热固剂的话，可得到高耐久性涂层。然而，其缺陷在于需要进行两次涂覆。
当所述无尘涂料溶液使用所述金属氧化物颗粒作为主要活性组分时，所述溶液含有10-40重量％的金属氧化物颗粒，例如掺杂氧化铟、掺杂氧化锡和掺杂二氧化钛，混有10-40重量％的具有至少一种官能团如氨基甲酸酯官能团、丙烯官能团、酰胺官能团、酰亚胺官能团、环氧官能团、硅烷官能团和羧基官能团的一种低分子和一种聚合物粘合剂、或含有其中的至少一种，和20-80重量％的可分散溶剂。如果有必要的话，可向100重量份所述溶液中加入0.5-2重量份的增稠剂、0.5-2重量份的分散剂、0.1-1重量份的抗氧剂和0.1-1重量份的滑润剂中的至少一种。由于所述金属氧化物颗粒可通过散射入射光来降低透光度，因此其浓度应尽可能的低。在这种情况下，适当溶剂的例子包括水基溶剂例如对于水溶性粘结剂时的水或醇，和有机溶剂例如甲苯、醇、甲醚酮(methyletherketone)、乙酸乙酯、丙酮、氯仿、二甲苯、三氢呋喃等。此外，当使用例如乙二醇单甲醚、乙二醇单酯、乙二醇单丁醚等化合物时，可将水基化合物和有机溶剂化合物混合使用，在不产生任何沉淀下达到某一浓度。
此外，可通过将其用水或醇稀释来对由离子和非离子型表面活性剂例如离子季铵盐形成的所述抗静电和防尘剂进行涂覆。本发明中，优选使用能使所述试剂性能永久保持的水和醇中的任何一种。
同时，当使用含有噻吩基、苯胺基、吡咯基等的所述导电聚合物作为抗静电组合物时，可获得例如高雾度或总透光度(total light transmittance)的光学性能。特别地，混有聚(3，4-二氧噻吩)的水基溶液作为所述聚噻吩基改性导电聚合物的粘合剂树脂复合层，比其他导电聚合物显示出更优越的光学性能。考虑到光学性能，优选在所述漫射基质的一面或两面上形成所述涂层，并可混合少量光漫射剂以便进一步提高光学性能。优选用透明颗粒或白色颗粒作为所述光漫射剂。所述透明颗粒可包括有机颗粒例如丙烯酸颗粒、苯乙烯颗粒、硅颗粒等，和无机颗粒例如合成硅石、玻璃珠、金刚石等。此外，所述白色颗粒的例子包括二氧化钛、氧化锌、硫酸钡、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝、粘土等，且可将一种或多种上述透明颗粒和白色颗粒混合用作所述光漫射剂。所述光漫射剂的适当尺寸为约1-50微米，且可将尺寸不同的颗粒混合使用。
根据本发明，可制造用于LCD的漫射板及相关塑料部件，所述漫射板即使使用很长时间也不会累积灰尘，且在多尘环境中具有优越的抗静电性能。
此外，根据本发明，可生产具有防尘性、增强漫射和高透光度性能的用于LCD的漫射板及相关的塑料部件。
可参考附图中阐释的示例实施方式来描述本发明的上述及其他特征，其中图1为根据本发明实施方式的漫射板的横截面示意图；图2为根据本发明实施方式的具有增强漫射和透光度性能的漫射板的横截面示意图；图3为阐释本发明漫射板光学性能的图。
具体实施例方式
下面参考所述附图对本发明的漫射板进行更充分的描述。
图1是根据本发明的漫射板的横截面示意图。可使用常规的基层基质10。所述基层基质10具有单层或多层结构，且通常可将三层结构用作所述多层结构。分别在所述基层基质10上面和下面使用涂料溶液形成上层涂层11和下层涂层12。同时在图1中所述基层基质10上面和下面都形成所述涂层，或者，仅在所述基层基质10所需表面上形成单层涂层。所述基层基质10的任一表面可全部或部分涂覆，但考虑到所述无尘性能优选涂覆整个表面。如图1所示，当在所述基层基质10上面和下面形成所述涂层11和12时，其需要分别在上部和下部打底(ground)，且当在所述整个表面上形成所述涂层时，仅在所述漫射板1上的特定部分打底。当涂覆所述基层基质10的所需特定部分时，要根据所得的结构进行所述打底。
图2为根据本发明另一实施方式的漫射板的横截面示意图。基层基质10与图1相同，并形成于涂层15表面，且使用含有噻吩基、苯胺基、吡咯(pyrol)基等的导电聚合物材料形成所述涂层15，以增强所述漫射板的分散度和透光度。此外，向其中混入少量光漫射剂19以便进一步提高光学性能。考虑到光学性能，优选在所述基层基质10的一面或两面上形成所述涂层15。
图3是用于阐释根据本发明的漫射板光学性能的图，且与所述漫射板相关的光学性能如下所述。
HZ(％)＝雾度＝DF/TT×100TT(％)＝总透光度＝所有传感器的已测光量/参考光量×100DF(％)＝漫射透光度＝传感器1和3的已测光量/所有传感器的已测光量×100PT(％)＝平行透光度＝传感器2的已测光量/所有传感器的已测光量×100雾度是表示完全透射光中漫射光的量的值，并且是评价所述漫射板性能最重要的测量参数。漫射透光度为散射和透射光的量除以透射光的总量，并用百分比表示。平行透光度为不散射的透射光的量除以透射光的总量，并用百分比表示。总透光度为所述漫射板的漫射透光度和平行透光度的总和，并通常为95-100％。因此，所述雾度、总透光度和漫射透光度越大，所述平行透光度越小，所述漫射板性能越好。
向所述漫射板涂覆无尘涂料溶液的方法可包括渗透法(infiltration method)、喷涂法、辊涂法(roll coating method)、棒涂法、凹印法(gravure method)、反相凹印法(reverse gravure method)和深层涂层(浸渍(immersion))法，且可使用上述方法中的任何一种或多种。例如，所述涂料溶液首先通过所述喷涂法涂覆到所述漫射板的表面上，随后可以使用辊涂器或棒涂器在制备均一厚度的所述涂层。此外，可使用所述渗透法同时涂覆漫射板的两面。
当将所述漫射板裁成预定尺寸并进行深层涂覆(浸渍)时，所述漫射板的每一面都具有无尘性能。在这种情况下，只要向所述涂层材料中混入所述无尘抗静电剂，当将漫射板连接到具有放电功能的工作台上时，在所述漫射板实际使用的环境中顶板和底部(upper plate and ground)间的电阻是相同的。由此，可有利地获得能防止摩擦起电、衰变期等的优越的抗静电性能。
在上述浸润情况下，因为所述涂层一般较厚，跟其它涂覆法相比，向所述涂料溶液中添加更少的固体组分是有效的。并且，当使用渗透法时，除所述漫射板外，还可在各种塑料部件和反射板上进行所述无尘涂覆。
所述涂层干燥后的厚度很重要。当所述层较厚时，无尘性能更好，但透光度降低了。当所述干燥层的厚度为约0.01-2微米时，与所述母体聚合物的透光度相比，透光度损失可调整至2％以内。
通常，通过挤出法(intruding method)制造所述漫射板，且当挤出后用有机溶剂接触所述聚合物片时，在所述聚合物片表面上会产生细纹。为防止这种细纹产生，可使用不混入醇的水作为所述涂料溶液的溶剂，在将所述挤出片与所述无尘涂料溶液一起在涂覆之前在室温下放置一天或一天以上。
有时，由于所述聚合物表面的表面电阻过低，仅含有水的所述涂料溶液的流动性较差。在此情况下，可将所述聚合物表面进行电晕处理(corona processing)，或者可以首先将其用所述含水涂料溶液和例如丙烯基底漆、氨基甲酸酯基底漆、环氧基底漆等底漆进行处理，然后再次进行涂覆，以提高流动性和粘合性能。然而，即使进行上述附加过程，所述水溶剂的蒸发也太慢。因此，当仅用水作溶剂时，生产速度慢且生产线长。
当如上所述将所述挤出材料在室温下放置一天或一天以上时，可防止细纹产生，然而，不能使用自动化生产线以批量方式进行挤出和涂覆。
因此，最好的方法是将挤出后立即在生产线上进行涂覆。将仅使用水作溶剂的第一涂料溶液进行涂覆并干燥，然后将含有高挥发性的四元或更低的醇的第二涂料溶液进行再次涂覆，从而紧张有序地(back-to-back)进行挤出和涂覆。下面将详细描述本发明的示例性实施方式。下述示例性实施方式并非意于限制本
<比较例1>
将未经过抗静电处理的常规LCD漫射板(由日本″A″公司生产)切成10厘米×10厘米的正方形，在充满平均粒度为1.0微米浮尘的腔室内放置十分钟，然后取出。接着，将该漫射板两面都用100毫升的超纯水超声处理十分钟，清理干净，然后通过液体粒子计数器测量从所述漫射板上除去的灰尘粒子数目。
通过上述实验测定的灰尘粒子数目为105500。
<比较例2>
在经过抗静电处理的常规LCD散射板(由日本″A″公司生产，表面电阻为1012欧姆/平方厘米或更高)上进行与比较例1相同的实验。
通过实验测得的灰尘粒子数目为87000。
<比较例3>
使用3M制造的718 STATIC SENSOR测量比较例2中使用的经过抗静电处理的所述日制漫射板的摩擦电。当按照ESD ADV 11.2方法进行上述测量时，结果为700伏，当除去附着在所述漫射板的保护膜并按照FTMS 101C方法进行上述测量时，结果为1100伏。
<示例性实施例1>
将10克聚(3，4-乙撑二氧噻吩)可分散溶液(Baytron PH，H.C.Starck，德国)、20克氨基甲酸酯粘合剂(u710；ALBERDINGK U710.德国)、0.01克三聚氰胺固化剂、1克乙二醇、1克N-甲基-2-吡咯啉酮和0.01克氟滑润剂混入67.99克含有15％水和85％异丙基的溶剂中，以形成无尘溶液，然后将其涂覆到10厘米×10厘米的正方形漫射板的两面上并干燥，从而形成厚度为0.2微米的无尘层。涂覆后的表面电阻为105欧姆/平方厘米。采用比较例1的实验方法，并测量从所加工的漫射板表面除去的灰尘粒子数目。
在使用示例性实施1的方法加工所述漫射板的情况下，所测得的灰尘粒子数目仅为十五，这意味着几乎没有灰尘粘附到所述漫射板上。
<示例性实施例2>
将5克聚(3，4-乙撑二氧噻吩)、5克6-官能氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、5克12-官能环氧丙烯酸酯低聚物、5克2-官能丙烯酸酯单体、0.1克用作引发剂的羟基二甲基苯乙酮、0.01克聚乙基改性聚硅氧烷添加剂、40克异丙醇和39.89克乙二醇单甲醚混合，并将该混合物以0.5微米的厚度涂覆到10厘米×10厘米的正方形漫射板的两面上，并在60℃下干燥一分钟，使用来自UV涂层装置的400毫焦进行固化。固化后的表面电阻为106欧姆/平方厘米。采用比较例1的实验方法，并测量从所加工的漫射板表面除去的灰尘粒子数目。
在使用示例性实施例2的方法加工所述漫射板的情况下，所测得的尘粒数目仅为十七，这意味着几乎没有灰尘粘附到所述漫射板上。
<示例性实施例3>
使用3M制造的718 STATIC SENSOR测定涂覆有根据示例性实施例2制得的导电聚合物的漫射板的摩擦电。按照ESD ADV 11.2方法进行上述测量时，结果为21伏，当除去附着到所述漫射板的保护膜并按照FTMS 101C方法进行上述测量时，结果为90伏。
<示例性实施例4>
将示例性实施例2制得的导电聚合物以0.5微米的厚度涂覆到在100微米厚的PET薄膜上，并使用紫外可见光谱计(UV-visible spectrophotometer)测量可见区(550纳米)的透明度。
实施了所述涂覆加工之后，可以观察到透明度减少了1.2％。
(在该实验中，将所述组合物涂覆到透明PET薄膜而不是具有低可见光透光度的漫射板上，以便检验所述组合物本身的可见光透光度。)<示例性实施例5>
将根据示例性实施例1制得的导电聚合物组合物涂覆到所述漫射板的一个表面上并干燥，以形成抗静电和无尘层，且按照ASTM D-1003方法测定总透光度。所述测量装置为Nippon denshoku Industries Co.，LTD的NDH-2000。
未涂覆所述导电聚合物组合物的漫射板的总透光度为100％，其漫射透光度(雾度)为92.1％，这表示与未涂覆的漫射板相比增强了2％。
<示例性实施例6>
向漫射板的一面上涂覆根据示例性实施例1制得的导电聚合物组合物，该组合物含有10克聚(3，4-乙撑二氧噻吩)可分散溶液、20克氨基甲酸酯粘合剂(U710；获自德国ALBEWRDINGK)、0.01克三聚氰胺固化剂、1克乙二醇、1克N-甲基-2-吡咯啉酮、0.01克氟滑润剂、3克光漫射剂(MX150，Soken)和含有15％水、85％异丙醇的溶剂，并进行干燥，以形成抗静电和无尘层。按照ASTM D-1003方法测量总透光度。所述测量装置为Nippon denshoku Industries Co.，LTD的NDH-2000。
未涂覆所述导电聚合物组合物的漫射板的总透光度为100％，其漫射透光度(雾度)为92.4％，这表示与未涂覆的漫射板相比增强了2.3％。
工业实用性当比较上述比较例和示例性实施例的结果时，目前市场上进行或不进行抗静电处理的漫射板不能防止灰尘粘附到其表面上，且由于频繁发生的静电现象，大量的灰尘粘附到漫射板表面上。然而，使用本发明示例性实施例1和示例性实施例2制得的导电聚合物组合物加工的无尘和抗静电漫射板，在加工过程中可防止灰尘粘附，且由于其优越的无尘效果，可在该显示器使用时通过防止灰尘粘附来防止组装后的大型显示器寿命降低。此外，已经证实所述导电聚合物组合物的薄膜涂层由于其抗静电性能，不仅具有无尘效果而且其重要的光学性能—漫射透光度也增强了。
权利要求
1.一种用于液晶显示器的无尘漫射板，该无尘漫射板包括使用含有导电聚合物作为活性组分的组合物在所述漫射板表面上形成的透明无尘涂层。
2.根据权利要求1所述的用于液晶显示器的无尘漫射板，其中，所述组合物含有0.05-10重量％的导电聚合物，5-40重量％的聚合物粘合剂和50-94.95重量％的可分散溶剂，且所述组合物通过热固法形成所述透明无尘涂层。
3.根据权利要求2所述的用于液晶显示器的无尘漫射板，其中，含有丙烯酸官能团、氨基甲酸酯官能团、环氧官能团、酰胺官能团、酰亚胺官能团、酯官能团、羰基官能团、羟基官能团、硅烷官能团、钛酸酯官能团和硅酸酯官能团中的至少一种官能团的至少一种粘合剂用作所述聚合物粘合剂。
4.根据权利要求1所述的用于液晶显示器的无尘漫射板，其中，所述组合物通过紫外线固化方法进行固化，以形成所述透明无尘涂层。
5.根据权利要求4所述的用于液晶显示器的无尘漫射板，其中，所述组合物含有0.05-20重量％的导电聚合物，10-50重量％的紫外固化粘合剂，0.5-5重量％的光引发剂和25-89.45重量％的溶剂。
6.根据权利要求4或5所述的用于液晶显示器的无尘漫射板，其中，所用的至少一种粘合剂含有具有2-12个官能团的丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯紫外固化低聚物，和具有1-6个官能团的丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯单体。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的用于液晶显示器的无尘漫射板，其中，所述组合物含有含至少一种改性导电聚合物如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩和聚3，4-乙撑二氧噻吩的导电聚合物作为活性组分，或者还含有少量光漫射剂，以增强漫射透光度。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的用于液晶显示器的无尘漫射板，其中，由含有所述导电聚合物的所述组合物形成的所述透明无尘涂层的表面电阻为103-1011欧姆/平方厘米。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的用于液晶显示器的无尘漫射板，其中，由含有所述导电聚合物的所述组合物形成的所述透明无尘涂层具有摩擦电压小于100伏的抗静电性。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的用于液晶显示器的无尘漫射板，其中，所述透明无尘涂层的厚度为0.005-2微米，这样，与现有未处理的漫射板相比，透光度降低不超过2％。
11.一种用于液晶显示器的无尘漫射板的制造方法，该方法包括制造漫射板；使用导电聚合物作为活性组分的无尘涂料溶液涂覆所述漫射板的表面。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述涂覆所述漫射板的表面包括用仅使用水作溶剂的涂料溶液对所述漫射板的表面进行第一涂覆并干燥所述溶液，然后用含有高挥发性四元或更低的醇溶剂的涂料溶液对所述漫射板的表面进行再次涂覆。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，使用辊涂法、棒涂法、凹印法、反相凹印法、喷涂法和渗透法中的至少一种方法涂覆所述涂料溶液。
14.根据权利要求11-13中任意一项所述的方法，其中，所述导电组合物利用汽相聚合法形成。
15.根据权利要求11-14中任意一项所述的方法，其中，所述导电组合物利用苯胺、吡咯、噻吩、3，4-乙撑二氧噻吩及改性单体中的至少一种进行聚合。
16.根据权利要求11-15中任意一项所述的方法，其中，使用含有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚3，4-乙撑二氧噻吩和改性导电聚合物中的至少一种作为活性组分，或者还含有少量用于增强漫射透光度的光漫射剂的涂覆剂进行涂覆。
全文摘要
提供了一种用于液晶显示器(LCD)的无尘漫射板，该无尘漫射板通过在其表面涂覆并干燥至多2D厚的导电材料制得，以防止该漫射板上灰尘累积导致图像质量下降。
文档编号G02B5/02GK1961248SQ200580017271
公开日2007年5月9日 申请日期2005年5月30日 优先权日2004年5月29日
发明者徐光锡, 金钟银, 金太永 申请人:徐光锡