CN103869392B - 一种液晶显示背光模组用反射膜 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示背光模组用反射膜，所述反射膜包括内部含有中空树脂粒子的芯层和至少一层含有与聚酯不相容的树脂的表层，其中，中空树脂粒子的含量为芯层重量的15%～45%，与聚酯不相容的树脂的含量为表层重量的1%~10%。所述反射膜具有优异机械性能和高反射率，可广泛应用于平板显示背光模组。

Description

一种液晶显示背光模组用反射膜

技术领域

本发明涉及薄膜制造领域，特别涉及一种液晶显示背光模组用反射膜。

背景技术

目前，液晶显示器广泛用于蜂窝电话，电脑，电视，仪器仪表等装置中作为显示装置。而液晶显示其本身并不发光，需要通过背光源来提供照射光。为了提高背光源中的光线的利用率，需要装配反射膜，减少光的泄漏造成的损耗，提高显示器的亮度，进而提高显示器的画面质量。

为了提高反射率，一般通过添加粒子或使反射膜产生微孔或气泡，利用粒子的折射或膜的基材树脂与微孔或气泡之间的折射率差异来提高反射率，这些方法虽然能提高膜的反射率，但是，随着反射膜中的孔隙率的提高，使得反射膜变软，导致反射膜在使用加工过程中易于划伤、折皱，影响背光源及显示器的亮度和画面质量。

近年来，随着电脑电视等液晶显示行业的不断发展，对反射膜的性能也不断提出更高的要求。为了使反射膜拥有较高的反射率，通常采用如下方法：a.在聚酯薄膜中加入硫酸钡等无机粒子，利用聚酯与无机粒子的界面以及以粒子为核所生成的微小孔洞的孔洞界面进行光反射的方法；b.在聚酯薄膜中加入与聚酯不相容的树脂并以其为核形成微小孔洞，利用此孔洞界面进行光反射的方法。但是，这些无机粒子或不相容树脂的添加量普遍保持在较高比例，而大量添加的无机粒子或不相容树脂对薄膜的机械和力学性能产成了严重的影响，造成薄膜发脆，挺度和韧性较差，拉伸强度和断裂伸长率显著降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足之处，提供具有优异机械性能和高反射率的反射膜。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种液晶显示背光模组用反射膜，所述反射膜包括内部含有中空树脂粒子的芯层和至少一层含有与聚酯不相容的树脂的表层，其中，中空树脂粒子的含量为芯层重量的15%～45%，与聚酯不相容的树脂的含量为表层重量的1%~10%。

上述反射膜中，所述中空树脂粒子的平均外径为1.5~4.0μm。

上述反射膜中，所述中空树脂粒子的壁厚为0.6~2.5μm。

上述反射膜中，所述中空树脂粒子为交联苯乙烯类树脂粒子。

上述反射膜中，所述的与聚酯不相容的树脂的平均粒径为1~3μm。

上述反射膜中，所述的与聚酯不相容的树脂为聚烯烃类树脂。

与现有技术相比，本发明通过在反射膜芯层中添加中空树脂粒子和控制该中空树脂粒子在芯层中的含量，同时在表层中添加少量与聚酯不相容的树脂和控制这些树脂的含量，通在芯层和表层中分别以中空树脂粒子和聚酯不相容的树脂粒子为核形成微孔，使制成的反射膜在保持较高反射率的同时，保持了较好的韧性和良好的机械性能。

附图说明

图1是本发明的反射膜的结构示意图。

图中：表层1；芯层2；与聚酯不相容的树脂粒子3；中空树脂粒子4；微孔5。

具体实施方式

本发明的反射膜包括内部含有中空树脂粒子的芯层和至少层叠在一面的含有与聚酯不相容的树脂的表层。本发明通过在反射膜芯层添加大量内部含有微孔的中空交联苯乙烯类树脂粒子并以其为核拉伸出更多微孔，来实现反射膜的光反射功能。通过在表层添加少量与聚酯不相容的聚烯烃类树脂并以其为核拉伸出微孔，来实现反射膜表面光的漫反射功能且保证了反射膜优异的机械性能。而单层结构反射膜是无法实现这种优势的。此外，本发明优选将芯层和表层通过熔融多层共挤的方法在薄膜生产线上铸片，然后双向拉伸成膜。

本发明的反射膜的层叠方式，可以是芯层（B层）和表层（A层）以A/B的两层结构或者A/B/A的三层结构，也可以是在层叠的芯层（B层）和表层（A层）之外再层叠了聚酯层（C）的三层甚至三层以上结构。同时为了避免芯层（B层）中大量中空树脂粒子在生产过程中对生产设备的污染等问题，本发明优选将表面具有光的漫反射功能且保持膜优异机械性能的表层（A层）层叠在结构最外层的A/B两层结构和A/B/A三层结构。

本发明中，芯层中中空粒子的含量为芯层重量的10%～45%，优选15%～35%，当中空树脂粒子在芯层中所占比重低于10%时，无法在芯层内部提供足够的成核物质，从而无法拉伸出足够的用以作为反射界面的孔洞，造成反射膜的反射率均明显降低。当中空树脂粒子在芯层中所占比重高于40%时，芯层中不相容物太多，拉伸成孔时微孔很难彼此独立存在，易串联形成大孔，造成有效反射界面减少，机械性能和热稳定性均较差，在生产时易拉伸断裂。

本发明中，芯层中所含中空树脂粒子的平均外径控制在1.5~4μm，优选1.5~3μm，进一步优选1.7~2.5μm。如果中空树脂粒子的平均外径低于1.5μm，则中空树脂粒子内部的孔洞尺寸就会太小，无法作为有效地反射界面，从而降低了中空树脂粒子自身内部孔洞对光线的界面反射作用，影响了薄膜的白度和反射性能。如果中空树脂粒子的平均外径超过4μm，则会造成成膜性较差，膜的表观粗糙，同时在反射膜中形成的空洞过大，无法在薄膜的厚度方向上形成多个气固界面，薄膜的白色性、轻量性、机械性能和反射性都较差。

本发明中，芯层中的中空树脂粒子的壁厚为0.6~2.5μm。如果中空树脂粒子的壁厚小于0.6μm，中空树脂粒子强度不够，在受热加工过程中易变形破损，破坏自身中间孔洞的同时，无法成为有效的成核剂阻碍了作为反射界面的孔洞的生成。如果中空树脂粒子的壁厚大于2.5μm，则中空树脂粒子内部的孔洞尺寸就会偏小，影响中空树脂粒子自身内部孔洞对光线的界面反射作用，影响了薄膜的白度和反射性能。

本发明中，芯层中所含的中空树脂粒子可以是交联苯乙烯-丙烯、交联苯乙烯-丙烯酰胺、交联苯乙烯-丙烯酸、交联苯乙烯-双甲基丙烯酰氧苯基丙烷等交联苯乙烯树脂，也可以是聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等结晶性的链状聚烯烃系树脂，还可以是聚丙烯酸树脂、聚丙烯腈树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯硫醚树脂、环状烯烃共聚物等。从生产成本和反射膜性能稳定性方面考虑，优选交联苯乙烯树脂类的交联苯乙烯-丙烯。

本发明中，表层中与聚酯不相容的树脂的含量为表层重量的1%~10%，优选含量为1%~8%。如果与聚酯不相容的树脂的含量低于表层总重量的1%，则表层无法提供足够的表面漫反射，造成反射率偏低；如果与聚酯不相容的树脂的含量超过表层总重量的10%，则会使表层的表面漫反射损耗过多的光，造成反射率偏低，同时造成反射膜的机械性能下降。

本发明中，表层中与聚酯不相容的树脂的平均粒径为1~3μm，优选粒径1.5~3μm。因为与聚酯不相容的树脂的粒径小于1μm，易发生团聚、难以分散的现象；而与聚酯不相容的树脂的粒径大于3μm，则会影响可见光的表面漫反射和反射膜的反射效率。

本发明中，表层中与聚酯不相容的树脂为聚烯烃类树脂，可以是结晶性的链状聚烯烃系树脂和丙烯酸树脂，如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、聚甲基丙烯酸酯等。还可以是非晶型的环状烯烃共聚物，如二环[2,2,1]庚--2-烯、1-甲基二环[2,2,1]庚--2-烯、6-异丁基二环[2,2,1]庚--2-烯、、6-乙基二环[2,2,1]庚--2-烯、6-甲基二环[2,2,1]庚--2-烯、、7-甲基二环[2,2,1]庚--2-烯5,6-二甲基二环[2,2,1]庚--2-烯、三环[4,3,0,1]-3-癸烯、5-甲基三环[4,3,0,1]-3-癸烯、10-甲基三环[4,4,0,1]-3-癸烯等。本发明优选与聚酯表面张力相差较大，且熔点较高的，更易于分散成核的聚4-甲基-1-戊烯。

本发明中，反射膜中聚酯成分均为二元酸和二元醇的聚合物，其中，二元酸可以是直链脂肪二酸，但主要是芳香族二酸，如对苯二甲酸、对苯二乙酸、对萘二甲酸等，优选对苯二甲酸和对萘二甲酸，更优选对苯二甲酸；二元醇主要是碳原子数是2～4的脂肪族二醇，如乙二醇、丙二醇、丁二醇等，优选乙二醇和丁二醇，更优选乙二醇。除了上述成分外，聚酯切片还可以是加入少量的间苯二甲酸、邻苯二甲酸、环己烷二甲醇、双酚A或2，6－萘二甲酸等物质的改性共聚酯。本发明中的表层（A层）和芯层（B层）所用聚酯优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

在本发明中，为了使中空树脂粒子和与聚酯不相容的树脂粒子在反射膜中有更好地分散效果，，可以将中空树脂粒子和与聚酯不相容的树脂粒子先分别制备成中空树脂粒子母料[即（母料B）]和与聚酯不相容的树脂粒子母料[即母料（A）]，方法如下：按重量百分比，将40～80%干燥后的纯净聚酯切片进行粉碎，与20～60%的中空树脂粒子或者与聚酯不相容的树脂粒子混合均匀，在双螺杆挤出机中熔融状态下进行表面挤出造粒，制成母料。

本发明中，在不损害发明效果的前提下，可以根据需要添加适量的添加剂，如抗热氧降解剂、紫外光吸收剂、稳定剂、荧光增白剂、成核剂、有机或无机的爽滑剂等。

下面结合具体实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不局限于此。

实施例1

在具有挤出机（a）和挤出机（b）的多层共挤制膜设备上，为了形成表层（A层），将预混好的母料（A）和纯净聚酯切片在165℃条件下鼓风干燥6h，供给挤出机（a），在280℃条件下熔融挤出，导入T型模头。为了形成芯层（B层），同步将预混好的母料（B）和纯净聚酯切片在165℃条件下鼓风干燥6h，供给挤出机（b），在280℃条件下熔融挤出，导入T型模头。

在T型模头内，按照表层（A层）在芯层（B层）两面表层的A/B/A的三层结构，将两组熔体进行层叠合流，呈片状流于表面温度为20℃的转动冷鼓上，从而获得未经拉伸的层叠铸片膜。将层叠铸片膜在83℃下进行预热，并在红外加热条件下利用两辊转速不同快速进行纵向（长度方向）拉伸3.2倍，在30℃条件下冷却后获得纵拉膜。用夹具夹住纵拉膜的两边将其送入横拉箱，经过1115℃预热之后，在120℃条件下连续将纵拉膜沿横向（宽度方向）拉伸3.4倍，在230℃条件下热处理定型10s，逐渐冷却后进行牵引收卷，最终得到表层（A层）和芯层（B层）为A/B/A的三层结构的反射膜，测其反射率、拉伸强度和断裂伸长率。

本例中，

表层（A层）原料配比为，母料（A）：纯净聚酯切片=17：84

芯层（B层）原料配比为，母料（B）：纯净聚酯切片=75：25

表层（A层）与芯层（B层）的配比为，表层（A层）：芯层（B层）=250：1100

其中，母料（A）中含有60%的聚4-甲基-1-戊烯，母料（B）中含有60%的中空交联苯乙烯-丙烯粒子。

实施例2

与实施例1使用相同的设备和工艺条件。

本例中，

表层（A层）原料配比为，母料（A）：纯净聚酯切片=13：87

芯层（B层）原料配比为，母料（B）：纯净聚酯切片=63：37

表层（A层）与芯层（B层）的配比为，表层（A层）：芯层（B层）=300：1350

其中，母料（A）中含有60%的聚4-甲基-1-戊烯，母料（B）中含有60%的中空交联苯乙烯-丙烯粒子。

实施例3

与实施例1使用相同的设备和工艺条件。

本例中，

表层（A层）原料配比为，母料（A）：纯净聚酯切片=15：85

芯层（B层）原料配比为，母料（B）：纯净聚酯切片=52：48

表层（A层）与芯层（B层）的配比为，表层（A层）：芯层（B层）=360：1700

其中，母料（A）中含有40%的聚4-甲基-1-戊烯，母料（B）中含有60%的中空交联苯乙烯-丙烯粒子。

实施例4

与实施例1使用相同的设备和工艺条件。

本例中，

表层（A层）原料配比为，母料（A）：纯净聚酯切片=20：80

芯层（B层）原料配比为，母料（B）：纯净聚酯切片=60：40

表层（A层）与芯层（B层）的配比为，表层（A层）：芯层（B层）=400：2300

其中，母料（A）中含有20%的聚4-甲基-1-戊烯，母料（B）中含有40%的中空交联苯乙烯-丙烯粒子。

实施例5

与实施例1使用相同的设备和工艺条件。

本例中，

表层（A层）原料配比为，母料（A）：纯净聚酯切片=10：90

芯层（B层）原料配比为，母料（B）：纯净聚酯切片=43：57

表层（A层）与芯层（B层）的配比为，表层（A层）：芯层（B层）=400：2800

其中，母料（A）中含有20%的聚4-甲基-1-戊烯，母料（B）中含有40%的中空交联苯乙烯-丙烯粒子。

实施例6

与实施例1使用相同的设备和工艺条件。

本例中，

表层（A层）原料配比为，母料（A）：纯净聚酯切片=5：95

芯层（B层）原料配比为，母料（B）：纯净聚酯切片=50：50

表层（A层）与芯层（B层）的配比为，表层（A层）：芯层（B层）=500：3250

其中，母料（A）中含有20%的聚4-甲基-1-戊烯，母料（B）中含有20%的中空交联苯乙烯-丙烯粒子。

对比例1

与实施例1使用相同的设备和工艺条件。

本例中，

表层（A层）原料配比为，母料（A）：纯净聚酯切片=52：48

芯层（B层）原料配比为，母料（B）：纯净聚酯切片=0：100

表层（A层）与芯层（B层）的配比为，表层（A层）：芯层（B层）=360：1700

其中，母料（A）中含有60%的聚4-甲基-1-戊烯。

对比例2

与实施例1使用相同的设备和工艺条件。

本例中，

表层（A层）原料配比为，母料（A）：纯净聚酯切片=0：100

芯层（B层）原料配比为，母料（B）：纯净聚酯切片=60：40

表层（A层）与芯层（B层）的配比为，表层（A层）：芯层（B层）=400：2300

其中，母料（B）中含有40%的中空交联苯乙烯-丙烯粒子。

表1：实施例和对比例反射膜性能数据表

表中，各项性能的测试方法如下：

1.粒子平均粒径、中空粒子壁厚：

用日本日立S-4800扫描式电子显微镜进行测试。

2.反射率：

用日立制造的分光光度计U-3310进行测试。

3.拉伸强度和断裂伸长率：

按照GB/T13542.2-2009标准测试。

Claims (4)

1.一种液晶显示背光模组用反射膜，其特征在于，所述反射膜包括内部含有中空树脂粒子的芯层和至少一层含有与聚酯不相容的树脂的表层，其中，中空树脂粒子的含量为芯层重量的15%～45%，与聚酯不相容的树脂的含量为表层重量的1%~10%；

所述中空树脂粒子的平均外径为1.5~4.0μm；

所述中空树脂粒子的壁厚为0.6~2.5μm。

2.根据权利要求1所述的反射膜，其特征在于，所述中空树脂粒子为交联苯乙烯类树脂粒子。

3.根据权利要求2所述的反射膜，其特征在于，所述与聚酯不相容的树脂的平均粒径为1~3μm。

4.根据权利要求3所述的反射膜，其特征在于，所述与聚酯不相容的树脂为聚烯烃类树脂。