CN104793274A - 一种光扩散用聚酯薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光扩散用聚酯薄膜，包括主要组分均为聚酯的中间层和两个表层，所述中间层掺杂有0.1～3%的光扩散粒子和0.3～10%的至少两种热塑性不相容树脂；所述表层掺杂有1～15%的光扩散粒子；所述表层设在中间层两侧通过挤出机共挤出后，再经过拉伸并热定型得到。本发明直接通过双向拉升工艺来制备具有充分透光性和光扩散性聚酯薄膜，在透光性下降有限的前提下光扩散性得到极大提高，且省去了后续涂布工艺其带来的环境污染问题。

Description

一种光扩散用聚酯薄膜
技术领域
本发明属于材料领域，尤其涉及用于液晶显示器中背光模块构件的光扩散薄膜。
背景技术
光扩散膜用于扩散点光源或线状光源的光，或者调整出射光的角度，以便得到均一且正面亮度高的面照明。这种光扩散膜被广泛使用于例如装备在手机、数码相机等的液晶显示器和液晶电视机等中。
一般的光扩散膜的截面结构如图1所示。一般情况下，光扩散膜7含有光学级高透明聚酯薄膜基材、光扩散层11和背面层12,光扩散层11形成于基材10的一面，基材10的另一面的背面层12是用于防止粘结的。光扩散层11中含有光扩散材料如丙烯酸树脂粒子或有机硅光扩散粒子等13以及树脂粘结剂14。在作为液晶显示装置的背光模块时，通过采用这种结构的光扩散膜，可以给予由背光光源产生的光良好的扩散效果和集光效果，能够形成明亮、一致的液晶显示面。
但是，上述光扩散膜对基材的透明度、平整度等要求很高且后续涂布生产工艺复杂，且在光扩散材料的制备和涂布过程中所用的甲苯、环己酮、异氰酸酯等有机试剂均对环境有着不良影响。
发明内容
针对现有技术鉴于现有的光扩散膜由于多采用涂布方式制备而导致的有机溶剂对环境的诸多问题，本发明提供了一种直接通过双向拉升工艺来制备具有充分透光性和光扩散性聚酯薄膜，在透光性下降有限的前提下光扩散性得到极大提高，且省去了后续涂布工艺其带来的环境污染问题。
为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：一种光扩散用聚酯薄膜，包括主要组分均为聚酯的中间层和两个表层，所述中间层掺杂有0.1～3％的光扩散粒子和0.3～10％的至少两种热塑性不相容树脂；所述表层掺杂有1～15％的光扩散粒子；所述表层设在中间层两侧通过挤出机共挤出后，再经过拉伸并热定型得到。
作为优选，所述聚酯为PET。
作为优选，所述扩散粒子为二氧化硅粒子、玻璃微珠或有机硅树脂微粉。
作为优选，所述热塑性不相容树脂为结晶性热塑性树脂，其重复单元为乙烯、丙烯、1-丁烯或聚甲基丙烯。
作为优选，所述热塑性不相容树脂为非晶性树脂中的聚苯乙烯或环状烯烃的共聚物或均聚物。
作为优选，所述环状烯烃的共聚物为环烯烃、双环烯烃、三环烯烃或四环烯烃中的至少一种与乙烯或丙烯形成的共聚物。
作为优选，所述热塑性不相容树脂的玻璃化温度为70～170℃。
作为优选，所述表层中光扩散粒子为1～10um的二氧化硅光扩散粒子；所述中间层中光扩散粒子为0.01～3um的有机硅树脂微粉。
作为优选，所述表层中二氧化硅粒光扩散粒子的粒径为3～7um。
作为优选，所述中间层中有机硅树脂粉末的粒径为0.01～3um。
作为优选，所述中间层中还掺杂有分散剂，所述分散剂为含羧基或环氧基极性基团，或与聚酯有反应性的官能团的烯烃类聚合物或共聚物，或表面活性剂或粘接性树脂。
作为优选，所述分散剂为二甘醇、聚亚烷基二醇或含有间苯二甲酸第三单体的聚酯共聚物。
作为优选，所述聚酯薄膜还添加有耐热稳定剂、抗氧化稳定剂、紫外线吸收剂或紫外线稳定剂。
有益效果：相对于现有技术，本发明可以得到光透光性良好、光学扩散性充分的的光学扩散膜，做到在满足光学扩散膜雾度要求的同时获得较高的光线透过率，更充分地发挥光源的发光效率；更重要的是省去涂布工序，避免了环境污染。
附图说明
图1为现有技术光扩散膜的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并以具体实施例，进一步阐明本发明。应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本发明的目的是提供一种光扩散膜，该膜具有充分的透光性和光扩散性， 且在生产工艺中省去涂覆工序，从而可以避免使用甲苯、环己酮、异氰酸酯等有机试剂。发明人经过不断深入研究发现将不相容树脂混入聚酯中共挤制片双向拉伸后能在片材中产生大量微小孔洞，配合添加入的适量二氧化硅等光扩散粒子，能在透光性下降有限的前提下使光扩散性得到极大地提高，这也是本发明的核心所在。
本发明的光扩散用聚酯薄膜，包括中间层和两个表层，他们的主要组分均为聚酯。该聚酯并未特别限定某种材料，但是从成本和生产方便角度考虑，优选使用聚对苯二曱酸乙二酯(PET)。基材的厚度优选40—250um。比4O um薄时，易发生因热收缩而产生的巻曲而导致加工困难。比250um厚时，膜的可见光透过率低，背光模块的正面亮度也会变低。
重要的是，所述中间层掺杂有0.1～3％的光扩散粒子和0.3～10％的至少两种热塑性不相容树脂；所述表层掺杂有1～15％的光扩散粒子；所述表层设在中间层两侧通过挤出机共挤出后，再经过拉伸并热定型得到。其中：
本发明中添加的光扩散粒子可以是二氧化硅、玻璃微珠等具有光扩散效果的无机粒子，也可以是有机硅树脂微粉等其他耐高温的具有光扩散效果的粒子。在表层的一面或者两面和中间层里添加的光扩散粒子可以是以上提到的任意一种或几种具有光扩散效果的粒子。其中表层的一面或者两面添加的光扩散粒子优选粒径为1-10um的二氧化硅等无机光扩散粒子，粒径更优选为3-7um，这是因为表层的光扩散粒子除了光扩散效果外，更需保证表面一定的粗糙度以防止光扩散膜易于粘结。表层的一面或者两面添加的二氧化硅等无机光扩散粒子优选1—15％质量比，更优选为3—10％质量比。而中间层的光扩散粒子优选粒径为0.01-3um的有机硅树脂微粉，粒径更优选为0.1-2um；其添加量优选为0.1—3％质量比，更优选为0.5—2％质量比。
本发明的中间层中添加的不相容树脂可以为结晶性或非晶性的热塑性树脂的任一种。作为结晶性树脂，其重复单元可以选择乙烯、丙烯、1-丁烯、聚甲基戊烯等。上述结晶性树脂聚合物可以为均聚物，也可以为共聚物。另外也可以将组成或熔融粘度等不同的多种结晶性树脂聚合物混合使用，或者与其他的烯烃类树脂或其他树脂合用。在不相容树脂为非晶性树脂的情况下，可以选择聚苯乙烯、环状烯烃共聚物树脂等。上述非晶性树脂聚合物可以为均聚物，也可以为共聚物。环状烯烃共聚物可以是由环烯烃、双环烯烃、三环烯烃和四环烯烃中的至 少一种环状烯烃、与乙烯、丙烯等直链烯烃形成的共聚物。
本发明中中间层添加的热塑性不相容树脂的玻璃化温度Tg优选为70℃—170℃，更优选为90℃—150℃。只有将热塑性不相容树脂的玻璃化温度Tg控制在优选范围内才能保证在透光性下降有限的前提下使光扩散性得到极大地提高。玻璃化温度过低的热塑性不相容树脂对光扩散性的提高相对不理想，而玻璃化温度过高的热塑性不相容树脂则易造成透光性的过多下降，因此都不是优选的。
本发明中为了使上述不相容热塑性树脂更加微细地分散在聚酯基体中，优选添加使用分散剂来进一步减小不相容热塑性树脂在聚酯树脂里的分散粒径的分散均匀度，使得拉伸生成的扁平气泡更加微细，最终可以提高膜的透光性和光扩散的均匀效果。上述分散剂的种类没有特别限定，可以使用具备羧基或环氧基等极性基团或者与聚酯有反应性的官能团的烯烃类的聚合物或共聚物、二甘醇、聚亚烷基二醇、表面活性剂和热粘接性树脂等，本发明中特别优选含有间苯二甲酸第三单体的聚酯共聚物。分散剂添加使用时可以单独使用，也可以合用两种以上。分散剂的添加量没有特别限定，优选为0.1—10％质量比，更优选为0.5—3％质量比。分散剂的含量过低时，不相容热塑性树脂易导致由于分散不够均匀而在拉伸时空腔不够微细化，因而不是优选的。另外分散剂的含量过大会导致透光性的过多下降，因而也不是优选的。以下通过具体实施例进一步说明本发明的光扩散性聚酯薄膜：
实施例1
表层：25％仪征化纤FG610，75％仪征化纤SB500
中间层：5％PP，10％常州乐凯LK7020(二氧化硅质量比含量2.5％，粒径约4um)，85％仪征化纤SB500
双向拉伸并热定型后制得的光学扩散膜性能见表1。
实施例2
表层：15％上海琏乐MB40(二氧化硅质量比含量40％，粒径约5-6um)，75％仪征化纤SB500
中间层：3％PP，97％仪征化纤SB500
双向拉伸并热定型后制得的光学扩散膜性能见表1。
实施例3
表层：30％上海琏乐MB40(二氧化硅质量比含量40％，粒径约5-6um)，75％仪征化纤SB500
中间层：3％PP，97％仪征化纤SB500
双向拉伸并热定型后制得的光学扩散膜性能见表1。
实施例4
表层：30％上海琏乐MB40(二氧化硅质量比含量40％，粒径约5-6um)，75％仪征化纤SB500
中间层：3％PS，97％仪征化纤SB500
双向拉伸并热定型后制得的光学扩散膜性能见表1。
比较例1
表层：25％仪征化纤FG610，75％仪征化纤SB500
中间层：5％上海琏乐MB40(二氧化硅质量比含量40％，粒径约5-6um)，90％仪征化纤SB500
双向拉伸并热定型后制得的光学扩散膜性能见表1。
比较例2
表层：25％仪征化纤FG610，75％仪征化纤SB500
中间层：10％常州乐凯LK7020(二氧化硅质量比含量2.5％，粒径约4um)，90％仪征化纤SB500
双向拉伸并热定型后制得的光学扩散膜性能见下表：
表1：各实施例制得的光学扩散膜的性能 
  厚度um 透光率％ 雾度％
实施例1 75um 74.2％ 85.7％
实施例2 75um 78.0％ 87.9％
实施例3 75um 77.2％ 90.1％
实施例4 75um 81.3％ 91.9％
比较例1 75um 83.1％ 23.6％
比较例2 75um 84.1％ 48.2％

Claims (14)

1.一种光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：包括主要组分均为聚酯的中间层和两个表层，所述中间层掺杂有0.1～3%的光扩散粒子和0.3～10%的至少两种热塑性不相容树脂；所述表层掺杂有1～15%的光扩散粒子；所述表层设在中间层两侧通过挤出机共挤出后，再经过拉伸并热定型使中间层含有大量微小孔洞。
2.根据权利要求1所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述聚酯为PET。
3.根据权利要求1所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述扩散粒子为二氧化硅粒子、玻璃微珠或有机硅树脂微粉。
4.根据权利要求1所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述热塑性不相容树脂为结晶性热塑性树脂，其重复单元为乙烯、丙烯、1-丁烯或聚甲基丙烯。
5.根据权利要求1所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述热塑性不相容树脂为非晶性树脂中的聚苯乙烯或环状烯烃的共聚物或均聚物。
6.根据权利要求5所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述环状烯烃的共聚物为环烯烃、双环烯烃、三环烯烃或四环烯烃中的至少一种与乙烯或丙烯形成的共聚物。
7.根据权利要求1所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述热塑性不相容树脂的玻璃化温度为70～170℃。
8.根据权利要求1所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述表层中光扩散粒子为1～10um的二氧化硅光扩散粒子；所述中间层中光扩散粒子为0.01～3um的有机硅树脂微粉。
9.根据权利要求8所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述表层中二氧化硅粒光扩散粒子的粒径为3～7um。
10.根据权利要求8所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述中间层中有机硅树脂粉末的粒径为0.01～3um。
11.根据权利要求1所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述中间层中还掺杂有分散剂，所述分散剂为含羧基或环氧基极性基团，或与聚酯有反应性的官能团的烯烃类聚合物或共聚物，或表面活性剂或粘接性树脂。
12.根据权利要求11所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述分散剂为二甘醇、聚亚烷基二醇或含有间苯二甲酸第三单体的聚酯共聚物。
13.根据权利要求1所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述聚酯薄膜的厚度为40～250um。
14.根据权利要求1所述光扩散用聚酯薄膜，其特征在于：所述聚酯薄膜还添加有耐热稳定剂、抗氧化稳定剂、紫外线吸收剂或紫外线稳定剂。
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