具有非织造漫射体的显示器的制造方法
【专利摘要】本发明描述了一种显示系统，所述显示系统包括液晶显示面板和能够发射光的发射光光源。非织造漫射体元件设置在所述光源和所述液晶显示面板之间。所述聚合物非织造漫射体为非取向的，并且具有小于50微米的纤维直径、大于5的长度/直径的纤维长宽比和10至80g/m2范围内的基重。
【专利说明】具有非织造漫射体的显示器
【技术领域】
[0001]本发明涉及(除了别的以外)具有非织造漫射体的显示器。
【背景技术】
[0002]液晶显示器(IXD)是在诸如膝上型计算机、手持计算器、电子表和电视机的装置中使用的光学显不器。一些LCD包括位于显不器侧面的光源、以及被定位成将光从光源引导到LCD面板的背面的光导。其它的液晶显示器，例如一些液晶监视器和液晶电视机(IXD-TV)，采用定位在液晶显示器面板后方的多个光源直接照明。这种布置方式在较大的显示器中日益普遍，因为要达到特定程度的显示亮度，对光能的要求随着显示器尺寸而增力口，不过显示器侧面用于定位光源的可用面积仅随显示器的尺寸呈线性增加。此外，一些IXD应用，例如IXD-TV，要求显示屏器足够亮以便能够在比其它应用更远的距离观察，并且对IXD-TV的视角要求通常与对IXD监视器和手持装置的视角要求不同。
[0003]一些IXD监视器和IXD-TV常常通过多个冷阴极荧光灯(CCFL)进行背后照明。这些光源是线性的并且在显示器的整个宽度上延伸，其结果是利用由较暗区域分隔开的一系列亮条纹照亮显示器的背面。这样的照明分布是不可取的，因此使用漫射体板来使液晶显示装置背面上的照明分布平滑。
[0004]多种LCD-TV漫射体板采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物基质，所述聚合物基质具有包括玻璃、聚苯乙烯微珠以及CaCO3颗粒在内的多种分散相。这些漫射体板在暴露于灯的高温下之后通常会发生变形或翘曲。另外，一些漫射体板具有在整个漫射体板宽度上随空间变化的漫射特性，以便使液晶显示器面板背面的照明分布更为均匀。有时将这种不均匀的漫射体称作印刷图案漫射体。这种漫射体制造起来较昂贵，而且会增加制造成本，这是因为在装配时必须将漫射图案对准照明光源。此外，这些漫射体板还需要用户化的挤出配混操作以使漫射颗粒均匀地分布在整个聚合物基质中，这进一步增加了成本。
【发明内容】
[0005]本发明涉及(除了其他方面之外)具有非织造漫射体的显示器。
[0006]在多个实施例中，描述了显示系统。显示系统包括液晶显示面板和能够发射光的发射光光源。非织造漫射体元件设置在光源和液晶显示面板之间。聚合物非织造漫射体为非取向的，并且具有小于50微米的纤维直径、大于5的长度/直径的纤维长宽比和10至80g/m2范围内的基重。
[0007]在多个实施例中，显示系统包括液晶显示面板和能够发射光的发射光光源。聚合物非织造漫射体元件设置在光源和液晶显示面板之间。聚合物非织造漫射体为非取向的，并且具有50%或更大的可见光透射率和0.9或更大的有效透射率。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]结合附图，参考以下对本发明的多个实施例的详细说明，可更全面地理解本发明，其中:
[0009]图1为示例性显示系统的示意图；
[0010]图2为示例性漫射体的示意性侧视图；并且
[0011]图3为用于测量有效透射率的示例性系统的示意图。
[0012]本文提供的示意图未必按比例绘制。图中所用的类似标号均指代类似的组件、步骤等。然而，应当理解，使用标号来指代给定附图中的组件并非意图限制在另一附图中以相同标号标记的组件。此外，使用不同的标号来指代组件并非意图表明标号不同的组件不能相同或类似。
【具体实施方式】
[0013]在以下【具体实施方式】中，参考了形成其一部分的附图，在这些附图中以例证的方式显示了器件、系统和方法的多个具体实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，设想了其他实施例并可以进行修改。因此，以下的【具体实施方式】不具有限制性意义。
[0014]除非另外指明，否则本文所用的所有科技术语具有本领域中常用的含义。本文给出的定义有利于理解本文中频繁使用的某些术语，且并不意味着限制本发明的范围。
[0015]除非本文内容以其他方式明确指出，否则本说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”涵盖具有复数形式的实施例。
[0016]如本说明书以及附加的权利要求中所使用，术语“或”一般以包括“和/或”的意思使用，除非内容另外清楚声明。
[0017]如本文所用，“具有”、“包括”、“包含”等以其开放性的含义使用，并且通常是指“包括但不限于”。应当理解，术语“由...组成”和“基本上由...组成”包括在术语“包含”等的范围内。
[0018]本文提及的任何方向，例如“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”、“上方”、“下方”以及其他方向和取向，均为了清晰起见参照附图而在本文中有所描述，并非意图限制实际器件或系统或者装置或系统的使用。本文所述的多个装置、制品或系统可在多个方向和取向上使用。
[0019]本发明描述了(除了其他方面之外)具有非织造漫射体的显示器。具体地讲，本发明涉及具有非织造漫射体的显示器，其中非织造漫射体具有高透射率、高雾度、低清晰度并且提供均匀的光发射。非织造漫射体具有(例如)增强亮度的能力，并且光源(例如，LCD系统的背光源中的CCFL和LED)的图像隐藏性。虽然本发明不受此限制，但是通过讨论下面提供的实例，将认识到本发明的各个方面。
[0020]图1为示例性显示系统100的示意图。显示系统100包括液晶显示面板120和能够发射光的光源110。尽管示出了侧光式显示系统100，但应当理解，所述系统可为直接照明式显示系统或背光式显示系统、或者直接照明式显示器或背光式显示器的组合。
[0021]不出的显不系统100包括将光发射到导光板112中的光源110和通过光发射表面114发射光的导光板112。非织造漫射体元件130设置在光发射表面114和液晶显示面板120之间。尽管示出了侧光式显示系统100，但应当理解，所述系统可为直接照明式显示系统或背光式显不系统。
[0022]图2为示例性漫射体130的示意性侧视图。法向角度光LI相对容易地穿过非织造漫射体元件130。高角度光L2被非织造漫射体元件130中的纤维散射或漫射，并且此光L2的一部分在相对法向角度下进行发射。因此，非织造漫射体元件130可提高透过非织造漫射体元件130发射的光的同轴亮度。
[0023]可通过任何可用的工艺来形成非织造漫射体元件130。可经由(例如)湿法成网工艺、梳理工艺、熔喷工艺、纺粘、干法成网、纺粘-熔喷-纺粘来形成非织造漫射体元件130。非织造漫射体元件130可根据需要进行压印或压延。非织造漫射体元件130可被描述为大体非取向的。在一些实施例中，制备工艺可产生轻微取向，然而这仍将被视为大体非取向的。
[0024]非织造漫射体元件130可由多个非织造元件层形成。非织造漫射体元件130可通过在非织造漫射体元件130的两个或更多个边缘进行附连来悬置在显示系统中。在一些实施例中，非织造漫射体元件130附连到显示系统内的支撑基板或光学元件。
[0025]例如当非织造漫射体130设置在光学谐振腔(例如，背光源)上时，其可用作增亮膜。以接近法向角度、垂直于光学谐振腔表面和非织造漫射体130入射的光线穿过非织造纤维结构，且不存在较多的漫射和散射。从较大倾斜角(高角度)入射的光线可能碰撞该结构的非织造纤维，并且被漫射和/或散射。当在法向角度下观察聚合物非织造漫射体时，聚合物非织造漫射体看起来为透明的，并且当在高角度下观察聚合物非织造漫射体时，聚合物非织造漫射体看起来为不透明的和/或浑浊的。因此，大量的光线因上述现象而似乎准直到法向角度。
[0026]在多个实施例中，聚合物非织造漫射体130具有小于50微米的纤维直径、大于5的长度/直径的纤维长宽比和10至80g/m2范围内的基重。在一些实施例中，聚合物非织造漫射体130的纤维直径小于25微米、或者在I至25微米的范围内、或者在10至25微米的范围内。在一些实施例中，聚合物非织造漫射体130具有20至70g/m2范围内的基重。在一些实施例中，聚合物非织造漫射体元件130具有0.lg/cc或更大的密度、或者0.15g/cc或更大的密度、或者0.2g/cc或更大的密度。
[0027]聚合物非织造漫射体130为非取向的，并且可表现出具有高雾度、高透射率、低清晰度并且提供均匀的光发射。在多个实施例中，聚合物非织造漫射体元件130具有50%或更大、或者60%或更大、或者65%或更大、或者70%或更大的可见光透射率。聚合物非织造漫射体元件130具有0.9或更大、或者1.0或更大的有效透射率。聚合物非织造漫射体元件130具有80%或更大、或者85%或更大、或者90%或更大、或者95%或更大的雾度。聚合物非织造漫射体元件130具有70 %或更小、或者60 %或更小、或者50 %或更小的清晰度。
[0028]非织造漫射体130可由任何可用的聚合物材料形成。在多个实施例中，聚合物非织造漫射体130可由例如聚乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯、或工程塑料(例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚苯硫醚)形成。在一些实施例中，非织造漫射体130可由玻璃纤维形成。
[0029]在一些实施例中，树脂材料至少部分地填充非织造漫射体130。树脂可为任何可用的树脂材料。在一些实施例中，树脂为可固化(如，U.V.可固化)的树脂材料。
[0030]用以下实例进一步示出本发明所公开的系统和构造的一些优点。在实例中所述的特定材料、量和尺寸以及其他条件和细节不应理解为对本发明的不当限制。
[0031]实例
[0032]利用得自LG公司(韩国首尔永登浦区(Youngdungpo-gu Seoul, Korea))的E2041T液晶显示器(IXD) 120来构造显示系统(参见图1，100)。通过移除现有膜并且仅用微珠涂布的漫射体或非织造漫射体替换它们130来改进显示器。增益漫射体为得自LG公司的显示器中的现有增益漫射体，并且所测试的非织造漫射体130如下:Freudenberg Nonwovens 2431 (德国魏恩海姆市(Weinheim, Germany))、Asahi KaseiCorporat1n A5130 (日本东京(Tokyo, Japan))、Crane&C0., Inc.RS 8.5 (马萨诸塞州道尔顿市(Dalton, Massachusetts)) > Midwest Filtrat1n Company Uniblend 100(俄亥俄州辛辛那提市(Cincinnati, Oh1))、Freudenber Nonwoves 2483(德国魏恩海姆市(Weinheim, Germany))和 Kolon Finon C303 (韩国京畿道果川市(Gwacheon, Korea)) ? 据信，本文列出的全部样品均具有大于5的长度/直径的纤维长宽比。所测试的样品具有图1所示的功能和结构特性。各个测试的结果记录于下面的表1中。
[0033]表1:非织造板的功能和结构特性
[0034]
【权利要求】
1.一种显不系统，其包括: 液晶显示面板； 能够发射光的发射光光源；和 光学地介于所述光源和所述液晶显示面板之间的聚合物非织造漫射体元件，所述聚合物非织造漫射体为非取向的并且具有小于50微米的纤维直径、大于5的长度/直径的纤维长宽比和10至80g/m2范围内的基重。
2.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述显示系统为直接照明式显示系统。
3.根据权利要求1所述的显示系统，其中所述显示系统为侧光式显示系统。
4.根据权利要求1至3所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有0.15g/cc或更大的密度。
5.根据权利要求1至4所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有50%或更大的可见光透射率。
6.根据权利要求1至5所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有0.9或更大的有效透射率。
7.根据权利要求1至6所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有80%或更大的雾度。
8.根据权利要求1至7所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有70%或更小的清晰度。
9.根据权利要求1至8所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件包含树脂，所述树脂填充所述非织造漫射体元件的至少一部分。
10.一种显不系统,包括: 液晶显示面板； 能够发射光的发射光光源；和 光学地介于所述光源和所述液晶显示面板之间的聚合物非织造漫射体元件，所述聚合物非织造漫射体为非取向的并且具有50%或更大的可见光透射率和0.9或更大的有效透射率。
11.根据权利要求9所述的显示系统，其中所述显示系统为直接照明式显示系统。
12.根据权利要求9所述的显示系统，其中所述显示系统为侧光式显示系统。
13.根据权利要求9至11所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有0.15g/cc或更大的密度。
14.根据权利要求9至12所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有小于50微米的纤维直径。
15.根据权利要求9至13所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有大于5的长度/直径的纤维长宽比。
16.根据权利要求9至14所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有10至80g/m2范围内的基重。
17.根据权利要求9至15所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有80%或更大的雾度。
18.根据权利要求9至16所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有70%或更小的清晰度。
19.根据权利要求9至17所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有65%或更大的可见光透射率。
20.根据权利要求9至18所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有1.0或更大的有效透射率。
21.根据权利要求9至19所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件具有90%或更大的雾度和70%或更大的透射率。
22.根据权利要求1至8所述的显示系统，其中所述聚合物非织造漫射体元件包含树月旨，所述树脂填充所述非织造漫射体元件的至少一部分。
【文档编号】G02F1/133GK104136970SQ201380007079
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年1月29日 优先权日:2012年1月31日
【发明者】丰冈和彦, 松田弘树, 山室正树, 詹姆斯·A·蒂伦, 贾杨塔·查克拉瓦蒂, 埃里克·W·纳尔逊, 约翰·A·惠特利 申请人:3M创新有限公司