CN106556886A - 一种抗翘曲光学扩散膜及其制备方法 - Google Patents

一种抗翘曲光学扩散膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种抗翘曲光学扩散膜，包括有透明基材层，透明基材层的一面涂覆形成光扩散层，该透明基材层的另一面涂覆形成抗粘结层，光扩散层和抗粘结层树包括树脂成膜物、光学扩散粒子、交联剂和溶剂，树脂成膜物由液体橡胶和光学树脂构成，液体橡胶和光学树脂的质量比控制在1：1至1：9；光扩散层的光学扩散粒子由大粒子颗粒和小粒子颗粒组成，大粒子颗粒和小粒子颗粒的质量比为1：1至4：1，大粒子颗粒的粒径为10μm至30μm，小粒子颗粒的粒径为0.1μm至10μm；抗粘结层的光学扩散粒子的粒径控制在2μm 至15μm。其优点在于：制备方法简单，生产成本低，且能够减轻翘曲问题。

Description

一种抗翘曲光学扩散膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及光学扩散膜制备技术领域，尤其是一种抗翘曲光学扩散膜及其制备方法。
背景技术
光学扩散膜(简称扩散膜)作为一种新材料、新技术广泛应用于液晶显示器、广告背景灯、照明灯箱等领域。尤其是在液晶显示装置中，扩散膜是背光模组中的关键部件。随着手机、笔记本电脑、平板电脑、相机和液晶显示器等一系列数码设备的普及，液晶显示技术变得越来越重要。扩散膜作为液晶显示器背光模组中必不可少的部分，它的主要作用是使灯管发出的光线雾化从而得到均匀性更好、色度稳定的二次光源。
光学扩散膜的质量直接影响着液晶显示画面的效果。在液晶显示器的使用过程中，由于灯管以及显示设备的电子元件工作时会不可避免的产生热量，使扩散膜的环境温度远高于室温，由此在不断高低温循环的过程中，膜面易产生翘曲。翘曲的产生会使显示画面产生暗影、水印，严重影响画面效果。
随着大尺寸显示器的流行及客户对轻薄显示器的要求，扩散膜也相应要求尺寸更大，厚度更薄，这个使翘曲问题变得更加明显。这显然是不符合当今显示器的发展趋势，其次采用较厚光学膜片也增加了上游制造商的导入成本。所以有必要研制一种尺寸稳定性好的高性能光学扩散膜片来改善现有的产业状况。
目前通常的方法是在扩散涂层中添加大量的低收缩率树脂来在一定程度上降低涂层或者薄膜的收缩。但是，这类物质的添加如：石油树脂(C5\C9树脂)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)等的加入，会明显影响光学薄膜的光学性质及物理性质，如这类物质的加入提高了涂层的脆性，导致涂层在受力后容易破碎；另外，一些专利也指出这类问题的解决方案可以通过在光学基材两面都涂覆相同的涂层来减轻翘曲，如ZL201210400625.8。这写方案虽然从技术上减轻了翘曲但存在工艺复杂，成本高昂的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供结构简单、制备简便的一种抗翘曲光学扩散膜，本光学扩散膜具有优良光学性能，且涂层柔软，有较好的韧性和低收缩率，能够减轻翘曲问题，其生产成本低，制备方法简单。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种抗翘曲光学扩散膜，包括有透明基材层，透明基材层的一面涂覆形成光扩散层，该透明基材层的另一面涂覆形成抗粘结层，光扩散层包括树脂成膜物、光学扩散粒子、交联剂和溶剂，树脂成膜物由液体橡胶和光学树脂构成，液体橡胶和光学树脂的质量比控制在1：1至1：9；光扩散层的光学扩散粒子由大粒子颗粒和小粒子颗粒组成，大粒子颗粒和小粒子颗粒的质量比为1：1至4：1，大粒子颗粒的粒径为10μm至30μm，小粒子颗粒的粒径为0.1μm至10μm；抗粘结层包括树脂成膜物、光学扩散粒子、交联剂和溶剂，抗粘结层的光学扩散粒子的粒径控制在2μm 至15μm。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：
上述的透明基材层为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯乙烯中的一种。
上述的光扩散层的涂层干膜厚度为5μm至30μm。
上述的液体橡胶为液体丁腈橡胶、液体异戊二烯橡胶、液体乙丙橡胶、液体天然橡胶、液体丙烯酸酯橡胶、液体聚异丁烯、液体顺丁橡胶、液体丁基橡胶中的一种或者两种的混合。
上述的光学树脂为丙烯酸树脂、聚氨酯、环氧树脂、聚酯树脂中的一种或者两种的混合。
上述的光学扩散粒子为有机粒子，有机粒子为聚甲基丙烯酸树脂粒子、聚甲基丙烯酸正丁酯粒子、聚甲基丙烯酸异丁酯粒子、聚苯乙烯粒子、有机硅粒子中一种或多种的混合。
上述的交联剂为脂肪类二异氰酸酯交联剂。
上述的抗粘结层的厚度为所述抗粘结层中光学扩散粒子粒径的五分之二至五分之四。
一种抗翘曲光学扩散膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、原材料准备：原材料基材预处理，将光学基材用去离子水清洗并烘干备用；将光学扩散粒子在105℃烘箱中除水备用；
步骤二、制备透明基材层：由透明基材层原材料制备透明基材层备用；
步骤三、制备光扩散层：按比例将光学树脂和液体橡胶配制备制成所需的稀溶液，然后将光学扩散粒子均匀分散到稀溶液中，加交联剂搅拌0.5至1小时备用；然后将配置好的涂布液用溶剂稀释，根据光学功能层所需厚度粘度控制在10cP-550cP之间；将光扩散层涂布液用涂布器涂布于制备透明基材层上表面并固化干燥，干燥烘箱温度控制在30℃至120℃，制得光扩散层；得到抗翘曲光学扩散膜半成品；
步骤四、制备抗粘结层：按比例将光学树脂配制备制成所需的稀溶液，然后将光学扩散粒子均匀分散到稀溶液中，加交联剂搅拌0.5至1小时备用；然后将配置好的涂布液用溶剂稀释，根据抗粘结层所需厚度粘度控制在10cP-120cP之间；将抗粘结层涂布液用涂布器涂布于已经涂布光扩散层的制备透明基材层的另一面并固化干燥，干燥烘箱温度控制在30℃至120℃，制得抗粘结层；得到抗翘曲光学扩散膜。
上述的抗翘曲光学扩散膜出厂前进行翘曲测试，具体步骤为：将制备好的抗翘曲光学扩散膜放入60℃老化箱，热老化30小时后冷却至室温，置于平板玻璃上，测其翘曲高度。
与现有技术相比，本发明的抗翘曲光学扩散膜由透明基材层、光扩散层和抗粘结层组成，光扩散层和抗粘结层由树脂成膜物、光学扩散粒子、交联剂和溶剂涂覆固化而成，其中树脂成膜物由液体橡胶和光学树脂构成，液体橡胶和光学树脂的质量比控制在1：1至1：9；光扩散层的光学扩散粒子由大粒子颗粒和小粒子颗粒组成，大粒子颗粒和小粒子颗粒的质量比为1：1至4：1，大粒子颗粒的粒径为10μm至30μm，小粒子颗粒的粒径为0.1μm至10μm；抗粘结层的光学扩散粒子的粒径控制在2μm 至15μm。采用如此结构，在保证良好光学性能的同时，使涂层柔软，具有较好的韧性和低收缩率，能够有效减轻翘曲问题。本抗翘曲光学扩散膜生产成本低，制备方法简单。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示为本发明的结构示意图，
其中的附图标记为：透明基材层1、光扩散层2、抗粘结层3、大粒子颗粒4、小粒子颗粒5。
一种抗翘曲光学扩散膜，包括有透明基材层1，透明基材层1的一面涂覆形成光扩散层2，该透明基材层1的另一面涂覆形成抗粘结层3，光扩散层2包括树脂成膜物、光学扩散粒子、交联剂和溶剂，树脂成膜物由液体橡胶和光学树脂构成，液体橡胶和光学树脂的质量比控制在1：1至1：9；光扩散层2的光学扩散粒子由大粒子颗粒4和小粒子颗粒5组成，大粒子颗粒4和小粒子颗粒5的质量比为1：1至4：1，大粒子颗粒4的粒径为10μm至30μm，小粒子颗粒5的粒径为0.1μm至10μm；抗粘结层3包括树脂成膜物、光学扩散粒子、交联剂和溶剂，抗粘结层3的光学扩散粒子的粒径控制在2μm 至15μm。
实施例中，透明基材层1为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯(PETG)、聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚苯乙烯(PS)中的一种。
实施例中，光扩散层2的涂层干膜厚度为5μm至30μm。
实施例中，液体橡胶为液体丁腈橡胶、液体异戊二烯橡胶、液体乙丙橡胶、液体天然橡胶、液体丙烯酸酯橡胶、液体聚异丁烯、液体顺丁橡胶、液体丁基橡胶中的一种或者两种的混合。
液体橡胶对光学基材具有良好的粘接性，同时又是良好的增韧剂和高分子增塑剂能提高涂层的柔韧性，同时降低光学树脂固化后分子间作用力，减少涂层固化过程中树脂的收缩。而光学树脂的收缩越小，涂层的收缩越小最后成品的翘曲程度越小。
实施例中，光学树脂为丙烯酸树脂、聚氨酯、环氧树脂、聚酯树脂中的一种或者两种的混合。
树脂成膜物由液体橡胶和光学树脂构成，材料的选择将会对树脂成膜物的附着力、折射率以及其他化学性质等方面产生影响，不同的光学树脂具有不同的折光率：
树脂名称 折光率
聚酰胺 1.53
环氧树脂 1.61
聚酯树脂 1.59
丙烯酸树脂 1.49
实施例中，光学扩散粒子为有机粒子，有机粒子为聚甲基丙烯酸树脂粒子(PMMA)、聚甲基丙烯酸正丁酯粒子(PBMA)、聚甲基丙烯酸异丁酯粒子(PIBMA)、聚苯乙烯粒子(PS)、有机硅粒子中一种或多种的混合。
实施例中，交联剂为脂肪类二异氰酸酯交联剂。
实施例中，抗粘结层3的厚度为所述抗粘结层3中光学扩散粒子粒径的五分之二至五分之四。
溶剂可以选用高挥发速率溶剂丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、丁酮、乙酸甲酯、中等挥发速率溶剂乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲苯、二甲苯、乙酸戊酯、低挥发速率溶剂丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚、丙二醇单甲醚、环己酮。选取其中各一种或者其中多种混合。
一种抗翘曲光学扩散膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、原材料准备：原材料基材预处理，将光学基材用去离子水清洗并烘干备用；将光学扩散粒子在105℃烘箱中除水备用；
步骤二、制备透明基材层1：由透明基材层原材料制备透明基材层1备用；
步骤三、制备光扩散层2：按比例将光学树脂和液体橡胶配制备制成所需的稀溶液，然后将光学扩散粒子均匀分散到稀溶液中，加交联剂搅拌0.5至1小时备用；然后将配置好的涂布液用溶剂稀释，根据光学功能层所需厚度粘度控制在10cP-550cP之间；将光扩散层涂布液用涂布器涂布于制备透明基材层1上表面并固化干燥，干燥烘箱温度控制在30℃至120℃，制得光扩散层2；得到抗翘曲光学扩散膜半成品；
步骤四、制备抗粘结层3：按比例将光学树脂配制备制成所需的稀溶液，然后将光学扩散粒子均匀分散到稀溶液中，加交联剂搅拌0.5至1小时备用；然后将配置好的涂布液用溶剂稀释，根据抗粘结层所需厚度粘度控制在10cP-120cP之间；将抗粘结层涂布液用涂布器涂布于已经涂布光扩散层2的制备透明基材层1的另一面并固化干燥，干燥烘箱温度控制在30℃至120℃，制得抗粘结层3；得到抗翘曲光学扩散膜。
光扩散层涂布液每100质量份中各个组份比例：树脂成膜物25-60质量份，光学扩散粒子5-30质量份，交联剂3-10质量份，溶剂30-65质量份。
抗粘结层涂布液每100质量份中各个组份比例：树脂成膜物10-30质量份，光学扩散粒子1-10质量份，交联剂1-4质量份，溶剂60-85质量份。
抗翘曲光学扩散膜出厂前进行翘曲测试，具体步骤为：将制备好的抗翘曲光学扩散膜放入60℃老化箱，热老化30小时后冷却至室温，置于平板玻璃上，测其翘曲高度。
出厂前对抗翘曲光学扩散膜进行光学扩散膜雾度、透光率的测量，将光学扩散膜裁成10cm×10cm的小片置于透光率雾度测试仪中测试。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种抗翘曲光学扩散膜，包括有透明基材层(1)，所述的透明基材层(1)的一面涂覆形成光扩散层(2)，该透明基材层(1)的另一面涂覆形成抗粘结层(3)，其特征是：所述的光扩散层(2)包括树脂成膜物、光学扩散粒子、交联剂和溶剂，所述的树脂成膜物由液体橡胶和光学树脂构成，所述的液体橡胶和光学树脂的质量比控制在1：1至1：9；所述的光扩散层(2)的光学扩散粒子由大粒子颗粒(4)和小粒子颗粒(5)组成，所述的大粒子颗粒(4)和小粒子颗粒(5)的质量比为1：1至4：1，所述的大粒子颗粒(4)的粒径为10μm至30μm，所述的小粒子颗粒(5)的粒径为0.1μm至10μm；所述的抗粘结层(3)包括树脂成膜物、光学扩散粒子、交联剂和溶剂，所述的抗粘结层(3)的光学扩散粒子的粒径控制在2μm 至15μm。
2.根据权利要求1所述的一种抗翘曲光学扩散膜，其特征是：所述的透明基材层(1)为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1，4-环己烷二甲醇酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯乙烯中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种抗翘曲光学扩散膜，其特征是:所述的光扩散层(2)的涂层干膜厚度为5μm至30μm。
4.根据权利要求3所述的一种抗翘曲光学扩散膜，其特征是:所述的液体橡胶为液体丁腈橡胶、液体异戊二烯橡胶、液体乙丙橡胶、液体天然橡胶、液体丙烯酸酯橡胶、液体聚异丁烯、液体顺丁橡胶、液体丁基橡胶中的一种或者两种的混合。
5.根据权利要求4所述的一种抗翘曲光学扩散膜，其特征是:所述的光学树脂为丙烯酸树脂、聚氨酯、环氧树脂、聚酯树脂中的一种或者两种的混合。
6.根据权利要求5所述的一种抗翘曲光学扩散膜，其特征是: 所述的光学扩散粒子为有机粒子，所述的有机粒子为聚甲基丙烯酸树脂粒子、聚甲基丙烯酸正丁酯粒子、聚甲基丙烯酸异丁酯粒子、聚苯乙烯粒子、有机硅粒子中一种或多种的混合。
7.根据权利要求6所述的一种抗翘曲光学扩散膜，其特征是: 所述的交联剂为脂肪类二异氰酸酯交联剂。
8.根据权利要求7所述的一种抗翘曲光学扩散膜，其特征是: 所述的抗粘结层(3)的厚度为所述抗粘结层(3)中光学扩散粒子粒径的五分之二至五分之四。
9.根据权利要求1所述的一种抗翘曲光学扩散膜的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一、原材料准备：原材料基材预处理，将光学基材用去离子水清洗并烘干备用；将光学扩散粒子在105℃烘箱中除水备用；
步骤二、制备透明基材层(1)：由透明基材层原材料制备透明基材层(1)备用；
步骤三、制备光扩散层(2)：按比例将光学树脂和液体橡胶配制备制成所需的稀溶液，然后将光学扩散粒子均匀分散到稀溶液中，加交联剂搅拌0.5至1小时备用；然后将配置好的涂布液用溶剂稀释，根据光学功能层所需厚度粘度控制在10cP-550cP之间；将光扩散层涂布液用涂布器涂布于制备透明基材层(1)上表面并固化干燥，干燥烘箱温度控制在30℃至120℃，制得光扩散层(2)；得到抗翘曲光学扩散膜半成品；
步骤四、制备抗粘结层(3)：按比例将光学树脂配制备制成所需的稀溶液，然后将光学扩散粒子均匀分散到稀溶液中，加交联剂搅拌0.5至1小时备用；然后将配置好的涂布液用溶剂稀释，根据抗粘结层所需厚度粘度控制在10cP-120cP之间；将抗粘结层涂布液用涂布器涂布于已经涂布光扩散层(2)的制备透明基材层(1)的另一面并固化干燥，干燥烘箱温度控制在30℃至120℃，制得抗粘结层(3)；得到抗翘曲光学扩散膜。
10.根据权利要求9所述的一种抗翘曲光学扩散膜的制备方法，其特征是：所述的抗翘曲光学扩散膜出厂前进行翘曲测试，具体步骤为：将制备好的抗翘曲光学扩散膜放入60℃老化箱，热老化30小时后冷却至室温，置于平板玻璃上，测其翘曲高度。
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