CN105068162A - 一种具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜及其制备方法，包括透明基带，透明基带的其中一个光学面上具有棱锥结构层，另一个光学面上设有电磁屏蔽层，在电磁屏蔽层的表面设有扩散层；电磁屏蔽层为纳米银线涂层，棱锥结构层由多个等距设置的棱镜单体组成的棱镜阵列构成。制备方法包括纳米银线涂层的制备、扩散层的制备和棱锥结构层的制备。本扩散增亮膜将棱锥结构层、电磁屏蔽层和扩散层通过涂布、压印工艺，集中于同一张透明基带上，使其同时具有增亮、扩散、荧光以及电磁屏蔽的功能，使得背光模组产品在轻薄化的同时具有电磁屏蔽功能。

Description

一种具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及光学部件的制备工艺，尤其涉及一种具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜及其制备方法。

背景技术

由于具有低能耗、显色性好、重量轻以及环保节能等优点，液晶显示器已经成为目前市场上主流的显示器，而液晶材料本身不发光，为了使得液晶显示器能正常显示，一般来说需要在液晶面板背部放置一个背光模组为液晶面板提供照明的光源，背光模组主要由光源、反射膜、导光板、下扩散膜、下增亮膜、上增亮膜和上扩散膜等组成，其中光学膜组为其核心组件。

随着液晶显示器轻薄化的要求越来越高，人们希望能减少光学膜组的厚度，然而目前市场上使用的仍是扩散膜加增亮膜的组合，而且扩散膜和增亮膜各有两张，这非常不利于液晶显示器的轻薄化；另外，目前使用电子产品人越来越多，并且使用的时间也越来越长，电磁辐射对人体的影响不再可以简单忽略，如何降低液晶显示的电磁辐射对人体的影响也是目前液晶设计应考虑的问题，然而目前针对液晶显示的电磁屏蔽应用仍在少数。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜及其制备方法。本发明采用涂布工艺将棱锥结构层、电磁屏蔽层和扩散层集中于同一张薄膜上，使其同时具有增亮、扩散、荧光以及电磁屏蔽的功能，使得背光模组产品在轻薄化的同时具有电磁屏蔽功能。

本发明通过下述技术方案实现：

一种具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜，包括透明基带11，所述透明基带11的其中一个光学面上具有棱锥结构层10，另一个光学面上设有电磁屏蔽层12，在电磁屏蔽层12的表面设有扩散层13。

所述电磁屏蔽层12为纳米银线涂层120，纳米银线涂层120中的数条银线相互连接交织在一起，并构成交叉的网状结构。

所述棱锥结构层10由多个等距设置的棱镜单体组成的棱镜阵列构成。

所述扩散层13的整个表面分布有不规则凹凸结构，当光线入时，该不规凹凸结构会使光线发生散射，使光线扩散。

所述各棱镜单体的横截面呈等腰三角形，其顶角角度为90°直角或者圆弧角。

每根纳米银线的直径为30～50nm、长度为30～50μm。

上述具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜的制备方法如下：

步骤(1)：纳米银线涂层的制备

取厚度为50μm的透明基带11，经过放料辊30放卷后，牵引透明基带11的端头穿过烘箱后，连接至收料辊34上，

狭缝式涂布装置3的狭缝式模具上胶头312置于透明基带11光学面上方，胶桶内盛装混合有纳米银线的胶水；启动狭缝式涂布装置3，缝式模具上胶头312开始涂布，涂布完成的透明基带11由收料辊34牵引进入烘箱，经干燥后得到具有纳米银线涂层的光学膜33，最后经收料辊34收卷；

步骤(2)：扩散层的制备

将步骤(1)得到的具有纳米银线涂层的光学膜33，装配到结构成型装置4上，将结构辊411更换为表面分布有不规则凹凸结构的结构辊；启动结构成型装置4；滴胶式上胶系统40在纳米银线涂层上继续上胶，即在纳米银线涂层上涂覆UV胶水层，接着光学膜33被牵引至结结构辊411，由结构辊411表面分布的不规则凹凸结构对UV胶水层进行滚压成型，在滚压的同时，设置在结构辊411下方的UV光源对UV胶水进行交联固化，得到在纳米银线涂层上的具有不规则凹凸结构的扩散层13；

步骤(3)：棱锥结构层的制备

将步骤(2)得到具有纳米银线涂层和不规则凹凸结构扩散层的光学膜33，装配到结构成型装置4上，将结构辊411更换为表面分布有棱锥结构阵列的结构辊；启动结构成型装置4；滴胶式上胶系统40在透明基带11另一空白光学面上继续上胶，接着光学膜33被牵引至结结构辊411，由结构辊411表面分布的棱锥结构阵列对UV胶水层进行滚压成型，在滚压的同时，设置在结构辊411下方的UV光源对UV胶水进行交联固化，得到在具有棱锥结构层10、电磁屏蔽层12和扩散层13的扩散增亮膜1。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本发明将棱锥结构层、电磁屏蔽层和扩散层通过涂布、压印工艺，集中于同一张透明基带上，使其同时具有增亮、扩散、荧光以及电磁屏蔽的功能，使得背光模组产品在轻薄化的同时具有电磁屏蔽功能。

本发明的电磁屏蔽层采用纳米银线与胶水混合，纳米银线相互连接交织在一起，并构成交叉的网状结构，形成电磁屏蔽层，大大简化了制备工艺，而且银的导电率极高，因此其电磁屏蔽功能十分优越，另外由于其高导电率的缘故，因此可以将屏蔽层做得极薄。

将本发明扩散增亮膜应用于现有的侧入式背光模组或者直下式背光模组中，即可以取代背光模组中上增亮膜和上扩散膜的使用，并且提供电磁屏蔽功能。

本发明采用现有设备进行工艺制备，具有设备简单，对环境要求低，操作简便，能极大地提高生产效率和降低生产成本。

附图说明

图1为本发明具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜结构示意图。

图2为图1中的电磁屏蔽层结构示意图。

图3为采用现有狭缝式涂布装置制备纳米银线涂层的工艺流程图。

图4为采用现有结构成型装置制备扩散层、棱锥结构层的工艺流程图。

图5为本发明具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。

实施例

如图1至5所示。本发明一种具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜，包括透明基带11(为PET膜，其厚度d1为38μm～50μm)，所述透明基带11的其中一个光学面上具有棱锥结构层10，另一个光学面上设有电磁屏蔽层12，在电磁屏蔽层12的表面设有扩散层13(厚度d0为5μm～8μm)。

所述电磁屏蔽层12为纳米银线涂层120，纳米银线涂层120中的数条银线相互连接交织在一起，并构成交叉的网状结构。每根纳米银线的直径为30～50nm、长度为30～50μm。交叉的网状结构是二维随机网络交叉结构，银线之间的连接为自然接触交叉连接，当电磁波在传播过程中遇到电磁屏蔽层时，电磁波会受到电磁屏蔽层的反射、吸收从而发生损耗，进而使得电磁波不能通过被屏蔽区域，或者使得被屏蔽区域的电磁波无法向外传播。电磁屏蔽层的电磁屏蔽包括屏蔽体表面的反射损耗，屏蔽材料的吸收损耗和屏蔽体内部的多次反射损耗。为了描述和定量分析屏蔽体的屏蔽效果，通常采用屏蔽效能SE表示屏蔽体对电磁干扰的屏蔽能力和效果，屏蔽效能是屏蔽材料对电磁信号的衰减值，其单位用分贝(dB)表示。屏蔽效能SE可用如下方程式表示：

SE＝SE_R+SE_A+SE_B

SE_R—屏蔽体表面的单次反射损耗

SE_A—屏蔽材料的吸收反射损耗

SE_B—屏蔽材料的吸收反射损耗

根据电磁学的有关知识，可分别得出SE_R、SE_A和SE_B的计算公式：

SE_R＝168-10lg(fμ_r/σ_r)

SE_A＝1.3143t(fμ_rσ_r)^1/2

${\mathrm{SE}}_B=20\lg (1-{10}^{-0.1{\mathrm{SE}}_A})$

上式中μ_r为屏蔽材料相对于铜的磁导率；σ_r为屏蔽材料相对于铜的电导率；f为电磁波的频率，Hz；t为屏蔽材料厚度，m。

由上式可以看出，屏蔽材料导电性好，即电导率σ_r大，吸收损耗和反射损耗均增大，屏蔽效能也增大，本发明公开的具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜包含的电磁屏蔽层采用纳米银线涂层，由于银的导电率极高，因此其电磁屏蔽功能十分优越，另外由于其高导电率的缘故，因此可以将导电层做得极薄。

所述棱锥结构层10由多个等距设置的棱镜单体组成的棱镜阵列构成。

所述扩散层13的整个表面分布有不规则凹凸结构，当光线入时，该不规凹凸结构会使光线发生散射，使光线扩散。扩散层13的凹凸结构，可采用UV胶水通过滚压装置滚压、固化后成型，也可采用在UV胶水混入光扩散粒子，光扩散粒子为PMMA粒子，其直径大约5μm。光线散射程度与扩散粒子的折射率、粒径、数量以及排布方式有关，通常我们用雾度来评价扩散层的扩散效果。

扩散层也可采用光扩散粒子和荧光粒子混合UV胶水，通过滚压装置滚压、固化后成型。光扩散粒子可采用PS粒子，其直径约为7μm；荧光粒子为红绿量子点材料，荧光粒子直径约为为15nm。荧光粒子可以将蓝光转化为红光和绿光，进而和蓝光产生混合，从而产生背光源所需的白光，用于液晶面板底部照明。将本发明扩散增亮膜应用于现有的背光模组中，背光源可以使用蓝光LED芯片，从而达到节约成本的效果，另外由于荧光粒子远离芯片层，避免了由于芯片发热升温对荧光粒子的影响，从而有效保证了背光模组在正常显示下的色域范围。

所述各棱镜单体的横截面呈等腰三角形，其顶角角度为90°直角或者圆弧角(圆弧半径R为5μm)，高度d212μm～16μm，两棱镜单体间距为24μm～32μm。等腰三角形的底边边长为24μm～32μm。

扩散增亮膜的制备可通过如下方法实现：

步骤(1)：纳米银线涂层的制备

取厚度为50μm的透明基带11，经过放料辊30放卷后，牵引透明基带11的端头穿过烘箱后，连接至收料辊34上，

狭缝式涂布装置3的狭缝式模具上胶头312置于透明基带11光学面上方，胶桶内盛装混合有纳米银线的胶水；启动狭缝式涂布装置3，缝式模具上胶头312开始涂布，涂布完成的透明基带11由收料辊34牵引进入烘箱，经干燥后得到具有纳米银线涂层的光学膜33，最后经收料辊34收卷；

步骤(2)：扩散层的制备

将步骤(1)得到的具有纳米银线涂层的光学膜33，装配到结构成型装置4上，将结构辊411更换为表面分布有不规则凹凸结构的结构辊；启动结构成型装置4；滴胶式上胶系统的滴胶式上胶头401在纳米银线涂层上继续上胶，即在纳米银线涂层上涂覆UV胶水层，接着光学膜33被牵引至结结构辊411，由结构辊411表面分布的不规则凹凸结构对UV胶水(丙烯酸树脂)层进行滚压成型，在滚压的同时，设置在结构辊411下方的UV光源42对UV胶水进行交联固化，得到在纳米银线涂层上的具有不规则凹凸结构的扩散层13；最后由收卷辊421收卷。

步骤(3)：棱锥结构层的制备

将步骤(2)得到具有纳米银线涂层和不规则凹凸结构扩散层的光学膜33，装配到结构成型装置4上，将结构辊411更换为表面分布有棱锥结构阵列的结构辊；启动结构成型装置4；滴胶式上胶系统40在透明基带11另一空白光学面上继续上胶，接着光学膜33被牵引至结结构辊411，由结构辊411表面分布的棱锥结构阵列对UV胶水层进行滚压成型，在滚压的同时，设置在结构辊411下方的UV光源42对UV胶水进行交联固化，得到在具有棱锥结构层10、电磁屏蔽层12和扩散层13的扩散增亮膜1，最后由收卷辊421收卷后，留后工序加工应用。

结构成型装置4上的结构辊411可采用中空轴，中间空心部分带中空循环水道，循环水经过加热系统加热后可维持一定温度，通过该循环水系统可以对UV胶水进行加热升温，进而控制胶液的粘度；前压轮410可采用橡胶材质，其与结构辊411紧密接触，前压轮410也会受到结构辊411的加热升温，进行产生一定程度的膨胀，从而间接控制棱锥结构层的压印厚度。

制作棱锥结构层10的结构辊可采用不锈钢辊，其表面电镀有100～500μm厚度的铜层或镍层，铜层或镍层的表面设置有经单点金刚石刀具车削或激光成型加工而成的棱锥结构。

如上所述，便可较好地实现本发明。

本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有电磁屏蔽功能的扩散增亮膜，其特征在于包括透明基带(11)，所述透明基带(11)的其中一个光学面上具有棱锥结构层(10)，另一个光学面上设有电磁屏蔽层(12)，在电磁屏蔽层(12)的表面设有扩散层(13)。

2.根据权利要求1所述的扩散增亮膜，其特征在于，所述电磁屏蔽层(12)为纳米银线涂层(120)，纳米银线涂层(120)中的数条银线相互连接交织在一起，并构成交叉的网状结构。

3.根据权利要求1所述的扩散增亮膜，其特征在于，所述棱锥结构层(10)由多个等距设置的棱镜单体组成的棱镜阵列构成。

4.根据权利要求1所述的扩散增亮膜，其特征在于，所述扩散层(13)的整个表面分布有不规则凹凸结构，当光线入时，该不规凹凸结构会使光线发生散射，使光线扩散。

5.根据权利要求3所述的扩散增亮膜，其特征在于，所述各棱镜单体的横截面呈等腰三角形，其顶角角度为90°直角或者圆弧角。

6.根据权利要求2所述的扩散增亮膜，其特征在于，每根纳米银线的直径为30～50nm、长度为30～50μm。

7.权利要求1至6中任一项所述扩散增亮膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤(1)：纳米银线涂层的制备

取厚度为50μm的透明基带(11)，经过放料辊(30)放卷后，牵引透明基带(11)的端头穿过烘箱后，连接至收料辊(34)上，狭缝式涂布装置(3)的狭缝式模具上胶头(312)置于透明基带(11)光学面上方，胶桶内盛装混合有纳米银线的胶水；启动狭缝式涂布装置(3)，狭缝式模具上胶头312开始涂布，涂布完成的透明基带(11)由收料辊(34)牵引进入烘箱，经干燥后得到具有纳米银线涂层的光学膜(33)，最后经收料辊(34)收卷；

步骤(2)：扩散层的制备

将步骤(1)得到的具有纳米银线涂层的光学膜(33)，装配到结构成型装置(4)上，将结构辊(411)更换为表面分布有不规则凹凸结构的结构辊；启动结构成型装置(4)；滴胶式上胶系统(40)在纳米银线涂层上继续上胶，即在纳米银线涂层上涂覆UV胶水层，接着光学膜(33)被牵引至结结构辊(411)，由结构辊(411)表面分布的不规则凹凸结构对UV胶水层进行滚压成型，在滚压的同时，设置在结构辊(411)下方的UV光源对UV胶水进行交联固化，得到在纳米银线涂层上的具有不规则凹凸结构的扩散层(13)；

步骤(3)：棱锥结构层的制备

将步骤(2)得到具有纳米银线涂层和不规则凹凸结构扩散层的光学膜(33)，装配到结构成型装置(4)上，将结构辊(411)更换为表面分布有棱锥结构阵列的结构辊；启动结构成型装置(4)；滴胶式上胶系统(40)在透明基带(11)另一空白光学面上继续上胶，接着光学膜(33)被牵引至结构辊(411)，由结构辊(411)表面分布的棱锥结构阵列对UV胶水层进行滚压成型，在滚压的同时，设置在结构辊(411)下方的UV光源对UV胶水进行交联固化，得到在具有棱锥结构层(10)、电磁屏蔽层(12)和扩散层(13)的扩散增亮膜(1)。