CN106526727B

CN106526727B - 一种高辉度高雾度复合光学板

Info

Publication number: CN106526727B
Application number: CN201611209208.XA
Authority: CN
Inventors: 李恒; 刘玉磊; 田伟; 汪东; 朱用国
Original assignee: KUNSHAN LEKAI JINFU PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY CO LTD; Hefei Lucky Science and Technology Industry Co Ltd
Current assignee: KUNSHAN LEKAI JINFU PHOTOELECTRIC TECHNOLOGY CO LTD; Hefei Lucky Science and Technology Industry Co Ltd
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2019-08-27
Anticipated expiration: 2036-12-23
Also published as: CN106526727A

Abstract

一种高辉度高雾度复合光学板，包括第一棱镜膜、第二棱镜膜，及第一棱镜膜与第二棱镜之间的扩散粘结层。所述扩散粘结层由树脂、有机溶剂、有机粒子、无机纳米粒子组成的涂布液固化而成；所述树脂折射率为1.534～1.618；所述有机粒子折射率为1.47～1.52；所述无机纳米粒子折射率为1.35～1.45；所述有机粒子与无机纳米粒子重量比为10:1～100:1。本发明提供的高辉度高雾度复合光学板降低了背光模组的厚度，减少了成本，同时具有较好的遮瑕性、较高的雾度和辉度。

Description

一种高辉度高雾度复合光学板

技术领域

本发明涉及LCD用背光模组技术领域，特别是一种增亮扩散复合膜。

背景技术

液晶显示器(TFT-LCD)主要由液晶面板及背光模组所组成。一般来说，背光模组由光源、反射膜、导光板、光学模组组成，如图1所示，传统的光学模组主要包括两张扩散片和两张棱镜片，从上到下依次设置为上扩散膜、上增亮膜、下增亮膜、下扩散片。扩散膜可将点光源或线光源转化成均匀的面光源，而增亮膜能将原本发散的光线集中至轴向方向，从而提高液晶显示器正视亮度。随着液晶显示器的轻薄化趋势，需要将背光模组使用的光学薄膜厚度降低，但由于膜片挺度较差，会出现膜变形或波纹现象，从而造成亮度不均，加工困难。另外，各层膜在加工的过程中，需要将扩散膜、增亮膜分别裁成相同的大小，接着进行叠加组合，这样容易造成生产工序繁琐，膜片之间产生划伤，夹入灰尘、膜屑等杂质，影响显示效果。

随着光学膜技术的不断发展，其中以多层复合膜代替之前的多个功能膜已经成为一个必然的发展趋势。专利CN103149610B公开了一种多层复合棱镜片，其是将上棱镜片与下棱镜片通过胶黏剂进行复合，但是其需要先分别制备上棱镜片和下棱镜片，然后在上棱镜上涂布一层胶黏剂，再用复合辊将上、下棱镜片复合在一起，这种制备方法比较复杂，工序繁琐，需要多次收卷放卷，并且该胶黏剂是透明的，不易掩盖棱镜膜表面的瑕疵、弊病，而且该复合膜仅仅具有增亮聚光效果，并没有扩散均光效果，额外还需要扩散膜。综上，如何提供一种高辉度高雾度复合光学板，成为了本领域技术人员需要解决的问题。

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不足之处，提供一种高辉度高雾度复合光学板。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高辉度高雾度复合光学板，包括第一棱镜膜、第二棱镜膜，所述第一棱镜膜与第二棱镜膜通过扩散粘结层复合；所述扩散粘结层由树脂、有机溶剂、有机粒子、无机纳米粒子组成的涂布液固化而成；所述树脂折射率为1.534～1.618，所述有机粒子折射率为1.47～1.52；所述无机纳米粒子折射率为1.35～1.45；所述有机粒子与无机纳米粒子重量比为10:1～100:1。

上述高辉度高雾度复合光学板，所述涂布液的组分组成为：

树脂30重量份～50重量份，

光引发剂0.5重量份～5重量份，

无机纳米粒子0.1重量份～0.5重量份，

有机粒子5重量份～10重量份，

有机溶剂40重量份～55重量份。

上述高辉度高雾度复合光学板，所述第一棱镜膜和所述第二棱镜膜均包括透明基材，所述第一棱镜膜的透明基材表面形成棱镜花纹；所述第二棱镜膜的透明基材表面形成逆棱镜花纹。

上述高辉度高雾度复合光学板，所述透明基材为聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种，所述透明基材厚度为50μm～250μm。

上述高辉度高雾度复合光学板，所述扩散粘结层的雾度为90％～99.8％；所述扩散粘结层的涂层厚度为5μm～50μm。

上述高辉度高雾度复合光学板，所述有机粒子粒径范围为1μm～40μm；所述无机纳米粒子粒径为50nm～200nm。

上述高辉度高雾度复合光学板，所述有机粒子排布在所述第一棱镜膜的下表面，所述无机纳米粒子排布在所述第二棱镜膜的上表面。

上述高辉度高雾度复合光学板，先将所述扩散粘结层涂布在第二棱镜膜上，经过烘箱烘干溶剂后与第一棱镜膜的下表面复合，最后进行UV光固化。

上述高辉度高雾度复合光学板，所述的有机溶剂的沸点范围为56℃～110℃。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明提供的高辉度高雾度复合光学板，兼具扩散均光、增亮聚光的作用，首先利用扩散粘结层中树脂、有机粒子、无机纳米粒子折射率的不同，使光线穿过时发生数次的折射反射，从而形成较高的雾度；其次使用低折射率的无机纳米粒子能够减少从第二棱镜膜中射出光线的反射，提高了光线的利用率，增加了复合光学板的辉度。

2、本发明提供的高辉度高雾度复合光学板制造工艺简单，一次涂布复合即可；同时可以减少膜片使用，整体降低了背光模组的厚度。

3、本发明提供的高辉度高雾度复合光学板可以直接作为背光模组使用，简化了将扩散膜、棱镜膜进行反复堆叠的步骤，也避免了夹入影响光线均匀性的杂质。

附图说明

图1是传统LCD背光模组的剖面图；

图2是本发明的结构图；

图中各标号表示为，11：光源；12：反射膜；13：导光板；14：光学膜组；141：下扩散膜；144：上扩散膜；142：下增亮膜；143：上增亮膜；21：第一棱镜膜；22：扩散粘结层；23：第二棱镜膜；31：棱镜花纹；32：有机粒子；33：无机纳米粒子；34：逆棱镜花纹。

具体实施方式

本发明的高辉度高雾度复合光学板包括第一棱镜膜21、第二棱镜膜23，及第一棱镜膜21与第二棱镜膜23之间的扩散粘结层22。第一棱镜膜21的透明基材表面形成有棱镜花纹31，第二棱镜膜23的透明基材表面形成有逆棱镜花纹34。棱镜花纹31和逆棱镜花纹34为公知的棱峰结构或微棱结构等其他具有聚光功能的结构。

本发明的高辉度高雾度复合光学板中，扩散粘结层22由树脂、有机溶剂、有机粒子32、无机纳米粒子33组成的涂布液固化而成。其中，树脂的折射率为1.534～1.618，可以选择韩国CHEMTON公司的CHTH-A2552、CHTH-A2118、CHTH-B2694等树脂中的一种或几种；有机粒子32的折射率为1.47～1.52，可以选择广州矽博化工科技有限公司的XJY-8011、XJY-8015、XJY-801E等有机粒子中的一种或几种；无机纳米粒子33的折射率为1.35～1.45，可以选择南京天行新材料有限公司的TAP-A18、TTP-R20、TGP-M100等无机纳米粒子中的一种或几种。与通常粒子凸出涂层，通过光线在凸出粒子表面产生漫反射进而产生雾度这一方法不同的是，使用两种折射率的粒子，并且粒子折射率与树脂折射率不同，进入的光线会发生数次的折射反射，从而产生较高的雾度。在烘干溶剂的过程中，两种不同材质的粒子会发生上浮与下沉，密度较小的有机粒子32会上浮，密度较大的无机纳米粒子33会下沉，从而在第二棱镜膜23的上表面形成一层无机纳米粒子层。这一无机纳米粒子层由于折射率较低，会减少第二棱镜膜23进入光的反射，增加了光的利用率，从而使背光模组具有较高的辉度。本发明中有机溶剂的沸点范围为56℃～110℃。有机溶剂沸点太高，挥发较慢，会影响涂层的固化及其他性能；如果沸点过低，挥发太快，有机粒子与无机纳米粒子就没有充分的时间分层，不会产生理想的有益效果。适合本发明的有机溶剂可以为丙酮、丁酮、环己烷、甲苯、乙酸乙酯中的一种或几种。

不同的粒子重量比、不同的粒径大小可以产生不同大小的雾度，本发明中，有机粒子32与无机纳米粒子33重量比为10:1～100:1，有机粒子32粒径范围为1μm～40μm；无机纳米粒子33粒径为50nm～200nm，在这一范围内，扩散粘结层22的雾度为90％～99.8％，同时粒径为50nm～200nm无机纳米粒子33的加入，可以有效地增加光的透过，减少光的反射，增加复合光学板的辉度。

本发明中，扩散粘结层用涂布液先涂布在第二棱镜膜23上，然后经过烘箱烘干溶剂，在溶剂挥发的这一过程中，密度较小的有机粒子32上浮，密度较大的无机纳米粒子33下沉，形成扩散粘结层22，然后再与第一棱镜膜21的下表面粘结复合，最后进行固化。复合时，第一棱镜膜21与第二棱镜膜23需要控制扩散粘结层22的厚度，本发明中，扩散粘结层22的涂层厚度为5μm～50μm。

适用于光引发剂可以选用紫外光固化领域公知的光引发剂，优选引发效率高的光引发剂如1-羟基环己基苯基甲酮(184)、2-羟基-甲基苯基丙烷-1-酮(1173)、2，4，6(三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦(TPO)等。

本发明选用的透明基材有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等塑料薄膜或薄板。

本发明透明基材的厚度为50μm～250μm，优选厚度为75μm～125μm。

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例1

将39g树脂(折射率为1.618，韩国CHEMTON公司，型号CHTH-A2552)、0.5g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：184)、5g有机粒子(折射率为1.52，粒径为1μm，广州矽博化工科技有限公司，型号XJY-8011)、0.5g无机纳米粒子(折射率为1.35，粒径为50nm，南京天行新材料有限公司，型号TAP-A18)和55g丙酮(沸点56℃)置于搅拌锅中，搅拌均匀后得到扩散粘结层用涂布液。

取50μm的第二棱镜膜(大日本印刷公司，市售，PET基材)，在基材面涂布扩散粘结层用涂布液，烘干溶剂后，复合250μm的第一棱镜膜(宁波激智，市售，PET基材)，控制扩散粘结层的厚度为5μm，然后进行UV光固化，最后形成复合光学板。固化后，扩散粘结层的雾度为90％。

评估结果列于表1中。

实施例2

将30g树脂(折射率为1.592，韩国CHEMTON公司，型号CHTH-A2118)、5g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：1173)、10g有机粒子(折射率为1.47，粒径为5μm，广州矽博化工科技有限公司，型号XJY-8015)、0.1g无机纳米粒子(折射率为1.37，粒径为70nm，南京天行新材料有限公司，型号TTP-R20)和54.9g丁酮(沸点80℃)置于搅拌锅中，搅拌均匀后得到扩散粘结层用涂布液。

取75μm的第二棱镜膜(3M公司，市售，PC基材)，在基材面涂布扩散粘结层用涂布液，烘干溶剂后，复合200μm的第一棱镜膜(3M公司，市售，PC基材)，控制扩散粘结层的厚度为10μm，然后进行UV光固化，最后形成复合光学板。固化后，扩散粘结层的雾度为92％。

评估结果列于表1中。

实施例3

将50g树脂(折射率为1.575，韩国CHEMTON公司，型号CHTH-B2694)、3g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：TPO)、6g有机粒子(折射率为1.50，粒径为40μm，广州矽博化工科技有限公司，型号XJY-80110)、0.2g无机纳米粒子(折射率为1.45，粒径为200nm，南京天行新材料有限公司，型号TZP-50)和40.8g环己烷(沸点81℃)置于搅拌锅中，搅拌均匀后得到扩散粘结层用涂布液。

取100μm的第二棱镜膜(三星显示公司，市售，PMMA基材)，在基材面涂布扩散粘结层用涂布液，烘干溶剂后，复合125μm的第一棱镜膜(三星显示公司，市售，PMMA基材)，控制扩散粘结层的厚度为50μm，然后进行UV光固化，最后形成复合光学板。固化后，扩散粘结层的雾度为99.8％。

评估结果列于表1中。

实施例4

将49g树脂(折射率为1.534，韩国CHEMTON公司，型号CHTH-B2481)、2.7g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：184)、8g有机粒子(折射率为1.48，粒径为10μm，广州矽博化工科技有限公司，型号XJY-80115)、0.3g无机纳米粒子(折射率为1.42，粒径为100nm，南京天行新材料有限公司，型号GP-M100)和40g甲苯(沸点110℃)置于搅拌锅中，搅拌均匀后得到扩散粘结层用涂布液。

取50μm的第二棱镜膜(大日本印刷公司，市售，PET基材)，在基材面涂布扩散粘结层用涂布液，烘干溶剂后，复合188μm的第一棱镜膜(上海凯鑫森，市售，PET基材)，控制扩散粘结层的厚度为25μm，然后进行UV光固化，最后形成复合光学板。固化后，扩散粘结层的雾度为95％。

评估结果列于表1中。

实施例5

将46g树脂(折射率为1.601，韩国CHEMTON公司，型号CHTH-A2263)、1.6g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：1173)、7g有机粒子(折射率为1.49，粒径为25μm，广州矽博化工科技有限公司，型号XJY-801E)、0.4g无机纳米粒子(折射率为1.44，粒径为150nm，南京天行新材料有限公司，型号TCD-CP30)和45g乙酸乙酯(沸点77℃)置于搅拌锅中，搅拌均匀后得到扩散粘结层用涂布液。

取75μm的第二棱镜膜(3M公司，市售，PC基材)，在基材面涂布扩散粘结层用涂布液，烘干溶剂后，复合75μm的第一棱镜膜(3M公司，市售，PC基材)，控制扩散粘结层的厚度为40μm，然后进行UV光固化，最后形成复合光学板。固化后，扩散粘结层的雾度为97％。

评估结果列于表1中。

对比例1

将39g树脂(折射率为1.50，韩国CHEMTON公司，型号CHTU-A9606)、0.5g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：184)、5g有机粒子(折射率为1.49，粒径为1μm，广州矽博化工科技有限公司，型号XJY-801AO)、0.5g无机纳米粒子(折射率为1.45，粒径为50nm，南京天行新材料有限公司，型号TGD-D01)和55g丙酮(沸点56℃)置于搅拌锅中，搅拌均匀后得到扩散粘结层用涂布液。

取50μm的第二棱镜膜(大日本印刷公司，市售，PET基材)，在基材面涂布扩散粘结层用涂布液，烘干溶剂后，复合250μm的第一棱镜膜(宁波激智，市售，PET基材)，控制扩散粘结层的厚度为5μm，然后进行UV光固化，最后形成复合光学板。固化后，扩散粘结层的雾度为25％。

评估结果列于表1中。

对比例2

将30g树脂(折射率为1.592，韩国CHEMTON公司，型号CHTH-A2118)、5g光引发剂(天津天骄化工有限公司制造，商品名：1173)、10g有机粒子(折射率为1.47，粒径为5μm，广州矽博化工科技有限公司，型号XJY-8015)、0.1g无机纳米粒子(折射率为1.46，粒径为70nm，南京天行新材料有限公司，型号TSD-C10)和54.9g丁酮(沸点80℃)置于搅拌锅中，搅拌均匀后得到扩散粘结层用涂布液。

取75μm的第二棱镜膜(3M公司，市售，PC基材)，在基材面涂布扩散粘结层用涂布液，烘干溶剂后，复合200μm的第一棱镜膜(3M公司，市售，PC基材)，控制扩散粘结层的厚度为10μm，然后进行UV光固化，最后形成复合光学板。固化后，扩散粘结层的雾度为84％。

评估结果列于表1中。

对比例3

取100μm的第二棱镜膜(三星显示公司，市售，PMMA基材)，在基材面涂布扩散粘结层用涂布液，烘干溶剂后，复合125μm的第一棱镜膜(三星显示公司，市售，PMMA基材)，控制扩散粘结层的厚度为35μm，然后进行UV光固化，最后形成复合光学板。固化后，扩散粘结层的雾度为95％。表1：各实施例和对比例测试数据表

表中各项性能的测试方法如下：

(1)雾度测试

利用雾度计[日本电色公司；型号：NDH2000N]，测试雾度。

(2)亮度测试方法如下：

将待测薄膜放入55寸背光模组中，用24V电压点亮模组，用辉度仪(型号BM-7)测试亮度。

上述内容仅为本发明的一些实施例，并非用于限制本发明的其他实施方式，凡是根据本发明内容所做的等同变化与修饰，均应涵盖在本发明的专利保护范围之内。

Claims

1.一种高辉度高雾度复合光学板，其特征在于，包括第一棱镜膜、第二棱镜膜，所述第一棱镜膜与第二棱镜膜通过扩散粘结层复合；所述扩散粘结层由树脂、有机溶剂、有机粒子、无机纳米粒子组成的涂布液固化而成；所述树脂折射率为1.534～1.618，所述有机粒子折射率为1.47～1.52；所述无机纳米粒子折射率为1.35～1.45；所述有机粒子与无机纳米粒子重量比为10:1～100:1；

所述扩散粘结层先涂布在第二棱镜膜上，经过烘箱烘干溶剂后与第一棱镜膜的下表面复合，最后进行UV光固化；

所述有机粒子排布在所述第一棱镜膜的下表面，所述无机纳米粒子排布在所述第二棱镜膜的上表面；

所述有机溶剂的沸点范围为56℃～110℃。

2.根据权利要求1所述的高辉度高雾度复合光学板，其特征在于，所述涂布液的组分组按重量份计算为：

树脂 30～50，

光引发剂 0.5～5，

无机纳米粒子 0.1～0.5，

有机粒子 5～10，

有机溶剂 40～55。

3.根据权利要求2所述的高辉度高雾度复合光学板，其特征在于，所述第一棱镜膜和所述第二棱镜膜均包括透明基材，所述第一棱镜膜的透明基材表面形成棱镜花纹；所述第二棱镜膜的透明基材表面形成逆棱镜花纹。

4.根据权利要求3所述的高辉度高雾度复合光学板，其特征在于，所述透明基材为聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种，所述透明基材厚度为50μm～250μm。

5.根据权利要求4所述的高辉度高雾度复合光学板，其特征在于，所述扩散粘结层的雾度为90％～99.8％；所述扩散粘结层的涂层厚度为5μm～50μm。

6.根据权利要求5所述的高辉度高雾度复合光学板，其特征在于，所述有机粒子粒径范围为1μm～40μm；所述无机纳米粒子粒径为50nm～200nm。