CN102096129B - 一种三层复合式抗静电高性能光学扩散膜及其制备方法 - Google Patents

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一种三层复合式抗静电高性能光学扩散膜，包括芯层和扩散层，还包括抗静电层，抗静电层的材料为芳香族饱和聚酯和抗静电剂的混合物。上述三层复合式抗静电高性能光学扩散膜的方法，包括下列步骤：A.共混造粒制备扩散层母料；B.共混造粒制备抗静电层母料；C.将物料熔融塑化；D.挤出成型；E.流延铸片；F.纵向拉伸，之后再进行横向拉伸。本发明的有益效果在于：1.其下表层是抗静电层，这样可以防止在背光模块加工过程中由静电带来的粉尘危害；简化了原本需购入化学基材，再以溶剂涂布或者紫外光交联来将扩散粒子结合于基材之上的作法，一举在原材料基材的制作过程中，以共挤出的方式将扩散粒子及抗静电层混掺于芯层表面之上下。

Description

一种三层复合式抗静电高性能光学扩散膜及其制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种光学扩散膜以及光学扩散膜的成型方法。
(二)背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)是当今最普遍的显示技术，并且在未来的20-30年内，也将是显示的主流技术。液晶是一种介于固态与液态之间的物质，本身是不能发光的，必须要借助背光源才能达到显示的功能。背光源性能的好坏会直接影响LCD显像质量，特别是背光源的亮度，将直接影响到LCD表面的亮度。
液晶背光源体系主要由光源、导光板、各类光学膜片组成，好的液晶背光源体系需具备有亮度高，寿命长、发光均匀等特点。目前光源主要有EL、CCFL及LED三种背光源类型，依光源分布位置不同则可分为侧光式和直下式两种。随着液晶模组不断向更亮、更轻、更薄方向发展，LED背光源未来可望成为目前背光源发展的主流，目前几乎所有的笔记本背光源皆采用LED背光源。
液晶背光源体系之中的主要光学膜片有扩散膜、增亮膜和反射膜三种。扩散膜的主要作用是将从导光板放射出的光，透过扩散粒子来达到雾化光源的效果。当光线在经过扩散层时，会于折射率相异的介质中穿过，此不同折射率以及入射光角度不同就会使得光发生许多折射、反射与散射的现象，可修正光线成均匀面光源以造成了光学扩散的效果。目前的扩散膜的结构一般为双层或三层结构：包括芯层和扩散层，中心为芯层，其材料为芳香族饱和聚酯，上下两层为扩散层，其主要材料为带有丙烯酸酯的胶水，在扩散层内再均匀分布具有可对光线进行折射、反射与散射等功能的扩散粒子，而芯层复合在所述的扩散层的中间层。
针对扩散膜而言，目前制作的方法主要是溶剂涂布型以及紫外光UV交联型两种。溶剂涂布型的作法比较省成本，但是有机溶剂毕竟对环境以及从业人员还是有一定程度的伤害。再者，紫外光交联型制程相当耗电，紫外光对于从业人员可能会引起的身体隐患，如紫外线所起的自由基以及癌症，都是值得注意的课题。
因此，如何提高扩散膜的光学性能，提高光的透光率，减少光损耗，从而使得从光源发出的光线能被最大程度利用，达到高雾度等目的，以及在制作的过程中符合绿色环保要求，都是现在光学扩散膜领域亟待解决的一些重要课题。
(三)发明内容
为了克服现有光学扩散膜部具有抗静电性、制备过程不环保的不足，本发明提供一种具有抗静电性的光学扩散膜，并提供其绿色环保的制备方法。
本发明解决其技术问题的技术方案是：一种三层复合式抗静电高性能光学扩散膜，包括芯层和扩散层，所述芯层的材料为芳香族饱和聚酯，所述扩散层的材料亦为芳香族饱和聚酯，在所述扩散层内均匀分布有用于对光线进行折射、反射与散射的扩散粒子，所述的芯层复合在所述的扩散层的下表面，还包括复合在所述芯层下表面的抗静电层，所述抗静电层的材料为芳香族饱和聚酯和抗静电剂的混合物。
进一步，所述扩散层内的扩散粒子为亚克力(PMMA)颗粒或二氧化硅(SiO2)颗粒或硅氧烷(Silane)颗粒；所述扩散层、芯层的材料为PET或PC；所述抗静电层的芳香族饱和聚酯为PET或PC，所述抗静电层的抗静电剂为四烷基铵盐(如四甲基铵锂)或三烷基铵盐(如三乙基苯基铵锂)。
制备上述三层复合式抗静电高性能光学扩散膜的方法，包括下列步骤：
A.在芳香族饱和聚酯切片内混入扩散粒子，进行共混造粒后制成扩散层母料；
B.在芳香族饱和聚酯切片内混入抗静电剂，进行共混造粒后制成抗静电层母料；
C.将芳香族饱和聚酯切片进行干燥，干燥后将聚酯切片加入单螺杆挤出机中进行熔融塑化；
将扩散层母料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化；
将抗静电层母料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化；
D.将步骤C中挤出的聚酯熔体经过喂料块分流道后汇合进入衣架型长缝模头挤出成型，在所述的喂料块分流道内具有三条分流道，中间的分流道流入单螺杆挤出机挤出的聚酯熔体，中间的分流道两侧的分流道分别流入以扩散层母料为母料的聚酯熔体和以抗静电层母料为母料的聚酯熔体；
E.步骤D中经衣架型长缝模头挤出的膜流到流到急冷辊上，使聚酯熔体在匀速转动的急冷辊上快速冷却至其玻璃化温度以下而形成玻璃态的厚度均匀的铸片；
F.将步骤E中制得的玻璃态铸片在加热状态下采用纵向拉伸机进行纵向拉伸；之后再在加热状态下采用拉宽机进行横向拉伸。
推荐在步骤A中，芳香族饱和聚酯切片和扩散粒子的体积比为200∶1～1000∶1；在步骤B中，芳香族饱和聚酯切片和抗静电剂的质量比为3000∶1～5000∶1。
推荐在步骤F中，纵向拉伸机进行纵向拉伸的纵向拉伸比为3～4，拉宽机进行横向拉伸时的横向拉伸比与纵向拉伸比保持一致。
推荐在步骤C中，将芳香族饱和聚酯切片进行干燥至其含水量在20ppm以下。
推荐在步骤E中，在急冷辊内通30℃以下的冷水。
本发明的有益效果在于：1.其下表层是抗静电层，这样可以防止在背光模块加工过程中由静电带来的粉尘危害；
2.简化了原本需购入化学基材，再以溶剂涂布或者紫外光交联来将扩散粒子结合于基材之上的作法，一举在原材料基材的制作过程中，以共挤出的方式将扩散粒子及抗静电层混掺于芯层表面之上下；
3.此举节省了后段的有机溶剂，胶水以及紫外光交联等设备，更符合经济效益，节能省电，对于材料操作人员以及整体环境都相对来得健康环保；
4.扩散粒子及抗静电粒子在整个架构之中，是分别经由共挤出方式成形于芯层表面的上下，经由后段的双向拉伸制造基材的过程之后，扩散粒子将被牢固地束缚在母料之中，这样子化学键的结合力更强，不易断裂，相较于溶液制作过程来固定扩散粒子的方法而言，所制备的扩散膜可达到不易掉粉掉粒的效果。
(四)附图说明
图1是本发明的光学扩散膜的结构示意图。
(五)具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
参照图1，一种三层复合式高性能光学扩散膜，包括芯层1和扩散层2，所述芯层1的材料为芳香族饱和聚酯，所述扩散层2的材料亦为芳香族饱和聚酯，在所述扩散层2内均匀分布有用于对光线进行进行折射、反射与散射等功能的扩散粒子3，所述的芯层1复合在所述的扩散层2的下表面，还包括复合在所述芯层下表面的抗静电层4，所述的抗静电层4，所述抗静电层的材料为芳香族饱和聚酯和抗静电剂5的混合物。所述抗静电层的芳香族饱和聚酯为PET(当然也可以是其他芳香族饱和聚酯如PC)；本实施例中所述抗静电层的抗静电剂为四烷基铵盐(如四甲基铵锂)，当然抗静电剂也可以是三烷基铵盐(如三乙基苯基铵锂)。
本实施例中，所述扩散层2、芯层1的材料为PET(聚对苯二甲酸二乙酯)。当然也可采用PC(聚碳酸酯)等其他芳香族饱和聚酯。
制备上述三层复合式抗静电高性能光学扩散膜的方法，包括下列步骤：
A.在芳香族饱和聚酯切片内混入扩散粒子，进行共混造粒后制成扩散层母料。本实施例中芳香族饱和聚酯切片和扩散粒子的体积比为500∶1。芳香族饱和聚酯切片和扩散粒子的体积比维持在200∶1～1000∶1之间是合理的范围，如可取200∶1，290∶1，400∶1，470∶1，600∶1，700∶1，800∶1，910∶1，1000∶1。
B.在芳香族饱和聚酯切片内混入抗静电剂，进行共混造粒后制成抗静电层母料。本实施例中芳香族饱和聚酯切片和抗静电剂的质量比为4000∶1；芳香族饱和聚酯切片和抗静电剂的质量比维持在3000∶1～5000∶1之间是合理的范围，如可取3000∶1，3200∶1，3500∶1，3800∶1，4400∶1，4500∶1，4900∶1，5000∶1。
C.将芳香族饱和聚酯切片进行干燥，将其干燥至其含水量在20ppm以下，干燥后将聚酯切片加入单螺杆挤出机中进行熔融塑化；
将扩散层母料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化；
将抗静电层母料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化；
D.将步骤C中挤出的聚酯熔体经过喂料块分流道后汇合进入衣架型长缝模头挤出成型，在所述的喂料块分流道内具有三条分流道，中间的分流道流入单螺杆挤出机挤出的聚酯熔体，中间的分流道两侧的分流道分别流入以扩散层母料为母料的聚酯熔体和以抗静电层母料为母料的聚酯熔体；
E.步骤D中经衣架型长缝模头挤出的膜流到流到急冷辊上，使聚酯熔体在匀速转动的急冷辊上快速冷却至其玻璃化温度以下而形成玻璃态的厚度均匀的铸片。本实施例中采用冷水对急冷辊进行冷却，在急冷辊内通30℃以下的冷水；
F.将步骤E中制得的玻璃态铸片在加热状态下采用纵向拉伸机进行纵向拉伸，纵向拉伸比为3～4；之后再在加热状态下采用拉宽机进行横向拉伸，横向拉伸比与纵向拉伸比保持一致。

Claims (1)

1.一种制备三层复合式抗静电高性能光学扩散膜的方法，该三层复合式抗静电高性能光学扩散膜，包括芯层和扩散层，所述芯层的材料为芳香族饱和聚酯，所述扩散层的材料亦为芳香族饱和聚酯，在所述扩散层内均匀分布有用于对光线进行折射、反射与散射的扩散粒子，所述的芯层复合在所述的扩散层的下表面，还包括复合在所述芯层下表面的抗静电层，所述抗静电层的材料为芳香族饱和聚酯和抗静电剂的混合物，其特征在于包括下列步骤：
A.在芳香族饱和聚酯切片内混入扩散粒子，进行共混造粒后制成扩散层母料；
B.在芳香族饱和聚酯切片内混入抗静电剂，进行共混造粒后制成抗静电层母料；
C.将芳香族饱和聚酯切片进行干燥，干燥后将聚酯切片加入单螺杆挤出机中进行熔融塑化；
将扩散层母料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化；
将抗静电层母料加入到双螺杆挤出机中进行熔融塑化；
D.将步骤C中挤出的聚酯熔体经过喂料块分流道后汇合进入衣架型长缝模头挤出成型，在所述的喂料块分流道内具有三条分流道，中间的分流道流入单螺杆挤出机挤出的聚酯熔体，中间的分流道两侧的分流道分别流入以扩散层母料为母料的聚酯熔体和以抗静电层母料为母料的聚酯熔体；
E.步骤D中经衣架型长缝模头挤出的膜流到急冷辊上，使聚酯熔体在匀速转动的急冷辊上快速冷却至其玻璃化温度以下而形成玻 璃态的厚度均匀的铸片；
F.将步骤E中制得的玻璃态铸片在加热状态下采用纵向拉伸机进行纵向拉伸；之后再在加热状态下采用拉宽机进行横向拉伸；
在步骤A中，芳香族饱和聚酯切片和扩散粒子的体积比为200∶1～1000∶1；
在步骤B中，芳香族饱和聚酯切片和抗静电剂的质量比为3000∶1～5000∶1；
在步骤F中，纵向拉伸机进行纵向拉伸的纵向拉伸比为3～4，拉宽机进行横向拉伸时的横向拉伸比与纵向拉伸比保持一致；
在步骤C中，将芳香族饱和聚酯切片进行干燥至其含水量在20ppm以下；
在步骤E中，在急冷辊内通30℃以下的冷水。 
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