CN106680912B - 一种高雾度光学扩散膜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高雾度光学扩散膜，包括透明基材及光扩散层和背层，光扩散层包括软质扩散粒子、成膜物树脂、交联剂和溶剂；软质扩散粒子为粒径2～10μm的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯弹性微珠中的一种或两种；成膜物树脂为羟基丙烯酸树脂，折射率为1.44～1.48，玻璃化温度为50～80℃，铅笔硬度为1H；交联剂为脂肪族多异氰酸酯。背层包括软质防粘连粒子、成膜物树脂、防静电剂和溶剂；软质防粘连粒子为粒径3～7μm的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯弹性微珠中的一种，背层的成膜物树脂为铅笔硬度为1H的热固化树脂体系或者光固化树脂体系。本发明的光学扩散膜具有薄涂层、高雾度且背层具有抗划伤及不易划伤其他膜片的良好协调性。

Description

一种高雾度光学扩散膜

技术领域

本发明涉及光学薄膜技术领域，尤其涉及一种高雾度光学扩散膜。

背景技术

光学扩散膜一般由光扩散层、基材和背层组成，主要用于液晶显示器的背光模组中，将CCFL线光源或LED点光源均匀转换为面光源，需要具有高雾度、高亮度、抗划伤、抗静电等基本性能。随着液晶显示器高清晰、高亮度与薄型化的发展趋势，背光模组设计时多采用增加LED灯的数量提高亮度，这要求光学扩散膜具备高雾度来匀化背光源，同时保持高亮度、薄涂层的的优良性能来满足整体高清晰、高亮度与薄型化的发展趋势。

在背光模组的使用过程中，光学扩散膜的背层与棱镜膜的棱峰接触，或者与导光板的出光面接触，在组装背光模组或者制作运输过程中均会因接触而产生摩擦，这种摩擦会导致扩散膜的背层、棱镜膜的棱峰或者导光板的出光面产生刮伤而降低产品良率。这样对光学扩散膜的涂层尤其是背层的抗刮伤性能要求提高。单独提高背层硬度容易划伤棱镜膜的棱峰或者导光板的出光面；单独提供一个软性的背层接触面容易被棱镜膜或者导光板划伤。因此现有光学扩散膜的背层还需要优化设计，做出相应的改进。

已有的光学扩散膜由于雾度低、匀光效果差，并不能满足背光模组的要求，尤其在小尺寸背光膜组中由于雾度低、遮盖效果差，并不能很好的匀化背光源及遮盖瑕疵。而现有的高雾度光学扩散膜(雾度大于97％低于99％)，由于光扩散层靠堆集扩散粒子达到高雾度因而涂层较厚，不能满足小尺寸背光模组的薄型化需求；而且质地较硬的扩散粒子分布在薄基材上面，在背光模组设计较紧的结构下，容易增加背层划伤软质导光板的风险，加上雾度不够高(低于99％)，容易暴露背光模组的一些点状及划痕缺陷，这就增加了导光板和背光模组设计的技术要求。

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存在的不足，提供一种高雾度光学扩散膜。所述高雾度光学扩散膜表面平整光滑，不仅具有很薄的光扩散层及高雾度高遮盖效果，而且具有很薄的背层及抗划伤与不易划伤其他膜片的良好协调性能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种高雾度光学扩散膜，包括透明基材及分别涂布在基材两面的光扩散层和背层，所述光扩散层包括软质扩散粒子、成膜物树脂、交联剂和溶剂；所述软质扩散粒子为粒径相同或者窄粒径分布的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯弹性微珠中的一种或两种组成；所述软质扩散粒子的粒径为2～10μm，所述软质扩散粒子的粒径变异系数为15％以下；

上述高雾度光学扩散膜，所述背层包括软质防粘连粒子、成膜物树脂、防静电剂和溶剂；所述软质防粘连粒子由粒径相同或者窄粒径分布的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯弹性微珠中的一种组成，所述软质防粘连粒子的粒径为3～7μm，所述软质防粘连粒子的粒径变异系数为15％以下。

上述高雾度光学扩散膜，所述光扩散层包括如下重量份的原料：

上述高雾度光学扩散膜，所述光扩散层的成膜物树脂为羟基丙烯酸树脂，所述羟基丙烯酸树脂的折射率为1.44～1.48，所述羟基丙烯酸树脂的玻璃化温度为50～80℃，所述光扩散层的交联剂为脂肪族多异氰酸酯。

上述高雾度光学扩散膜，所述背层的成膜物树脂为铅笔硬度为1H的热固化树脂体系或者光固化树脂体系。

上述高雾度光学扩散膜，所述基材的厚度为25～250μm；所述光扩散层的厚度为8～12μm；所述背层的厚度为5～10μm。

上述高雾度光学扩散膜，所述光扩散层和背层的溶剂为高挥发速率溶剂、中等挥发速率溶剂及低挥发速率溶剂中的一种或几种，所述高挥发速率溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯和乙酸甲酯中的至少一种；所述中等挥发速率溶剂为乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲苯、二甲苯和乙酸戊酯中的至少一种；所述低挥发速率溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和环己酮中的至少一种。

与现有技术相比，

1.本发明的光扩散层中采用软质扩散粒子，不同于常规光扩散层中的硬质扩散粒子如PMMA粒子，软质扩散粒子搭配合适的成膜物树脂，易于形成合适硬度的光扩散层，这对于薄型光扩散膜的背层优化设计很重要；而硬质扩散粒子形成的光扩散层的硬度都较高，因为高雾度光扩散层需要铺满扩散粒子，扩散粒子的硬度决定了光扩散层的硬度。

2.本发明通过折射率与硬度合适的成膜物树脂固定软质扩散粒子，在光扩散层中软质扩散粒子与成膜物树脂的折射率差别大、粒径小且均匀紧密分布，使得光学扩散膜具有高雾度、薄涂层。光扩散层搭配优化设计的背层，即合适硬度的成膜物树脂固定软质防粘连粒子，能够充分防止：1、成膜物树脂和防粘连粒子质地都太软，在固化收卷后靠近卷芯部分的背层被光扩散层压伤变形；2、成膜物树脂质地太软而防粘连粒子质地较硬，在层叠其他光学膜片后，防粘连粒子表面包裹的成膜物树脂与导光板接触部分出现成膜物剥离，造成导光板损伤。3、成膜物树脂质地太硬而防粘连粒子质地较软，因防粘连粒子被成膜物包裹着，太硬的成膜物使背层容易划伤其他膜片。因此，需要质地较硬的成膜物树脂固定质地较软的防粘连粒子，才能充分防止对背面侧的光学膜片(板)造成损伤，从而使得光学扩散膜具有不刮伤其他表面同时不被其他表面刮伤的协调性能。通过本发明的技术方案，可以得到一种高雾度光学扩散膜。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中各标号分别表示为，1：基材层、2：光扩散层、3：背层、21：软质扩散粒子、31：软质防粘连粒子、4：光扩散层的成膜物树脂、5：背层的成膜物树脂。

具体实施方式

本发明的高雾度光学扩散膜，包括透明基材及分别涂布在基材两面的光扩散层和背层，所述光扩散层包括软质扩散粒子、成膜物树脂、交联剂和溶剂；所述软质扩散粒子为粒径相同或者窄粒径分布的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯弹性微珠中的一种或两种组成；所述软质扩散粒子的粒径为2～10μm，所述软质扩散粒子的粒径变异系数为15％以下；所述背层包括软质防粘连粒子、成膜物树脂、防静电剂和溶剂；所述软质防粘连粒子由粒径相同或者窄粒径分布的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯弹性微珠中的一种组成，所述软质防粘连粒子的粒径为3～7μm，所述软质防粘连粒子的粒径变异系数为15％以下。

本发明通过光扩散层采用小且窄粒径分布的软质扩散粒子，搭配背层同样采用小且窄粒径分布的软质防粘连粒子，使得光学扩散膜具有薄的光扩散层、薄的背层且不易划伤其他膜片的性能。

本发明的光扩散层包括如下重量份的原料：

上述方案中，所述光扩散层的成膜物树脂为羟基丙烯酸树脂，所述羟基丙烯酸树脂的折射率为1.44～1.48，所述羟基丙烯酸树脂的玻璃化温度为50～80℃；所述光扩散层的交联剂为脂肪族多异氰酸酯。

本发明通过光扩散层采用折射率合适的软质扩散粒子，搭配折射率和硬度合适的成膜物树脂，使得光学扩散膜具有高雾度性能及硬度合适的光扩散层。

本发明的背层的成膜物树脂为铅笔硬度为1H的热固化树脂体系或者光固化树脂体系。热固化树脂体系是羟基丙烯酸树脂与多异氰酸酯交联剂，热固化成膜。光固化树脂体系是聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯中的一种与184光引发剂，光固化成膜。

本发明通过背层采用软质防粘连粒子搭配度合适的成膜物树脂，使得光学扩散膜具有抗划伤和不易划伤其他光学膜片相协调的背层。

本发明中基材的厚度为25～250μm；所述光扩散层的厚度为8～12μm；所述背层的厚度为5～10μm。本发明通过控制光扩散层的厚度在8～12μm，控制背层的厚度在5～10μm，使得光学扩散膜不仅具有薄涂层且两面涂层的厚度匀称，可以减少光学扩散膜在信赖性测试中的翘曲程度。优选的，在薄型基材的两面涂布薄且厚度匀称的涂层。

本发明中透明基材并未特别限定其材质和厚度，具有良好的表面平滑性、机械强度、耐温性以及耐光、耐侯性的材料都可以用作光学扩散膜的基材，如PET薄膜、PEN薄膜、PC薄膜、PS薄膜、PP薄膜或PVC薄膜等。基材厚度一般选取25～250μm，太薄其耐热尺寸稳定性下降明显，太厚则会影响光线的透过率。对于小尺寸背光模组，选用25～50μm厚度的基材，搭配本技术方案的光扩散层和背层，容易得到薄型化的高雾度光学扩散膜。本发明中的基材表面可以通过电晕或等离子处理等方式简单处理，为提高基材表面与涂布液的粘着性，亦可采用在基材表面预涂底层，来改善涂布层与基材的粘着性能。

本发明光扩散层和背层的溶剂可以相同也可以不同；所述光扩散层和背层的溶剂为高挥发速率溶剂、中等挥发速率溶剂及低挥发速率溶剂中的一种或几种，所述高挥发速率溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯和乙酸甲酯中的至少一种；所述中等挥发速率溶剂为乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲苯、二甲苯和乙酸戊酯中的至少一种；所述低挥发速率溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和环己酮中的至少一种。

为了便于本领域技术人员的理解，以下结合实施例及附图1对本发明作进一步详细描述，但这些实施例所提及的内容并非用于对本发明其它实施方式的限定。

本发明包括有基材层1，基材层1的上表面涂布形成光扩散层2，该基材层1的下表面涂布形成背层3，其中，光扩散层2包括软质扩散粒子21、成膜物树脂4、交联剂和溶剂，软质扩散粒子21为粒径相同或者窄粒径分布(粒径变异系数小于等于15％)的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯弹性微珠中的一种或两种组成，粒径为2～10μm，所述成膜物树脂4为羟基丙烯酸树脂，所述羟基丙烯酸树脂的折射率为1.44～1.48，所述羟基丙烯酸树脂的玻璃化温度为50～80℃，所述羟基丙烯酸树脂的铅笔硬度为1H；背层3包括软质防粘连粒子31、成膜物树脂5、防静电剂和溶剂，软质防粘连粒子31由粒径相同或者窄粒径分布(粒径变异系数小于等于15％)PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯弹性微珠中的一种组成，粒径为3～7μm，所述成膜物树脂5为铅笔硬度为1H的热固化树脂体系或者光固化树脂体系。热固化树脂体系是羟基丙烯酸树脂与多异氰酸酯交联剂，热固化成膜。光固化树脂体系是聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯中的一种与184光引发剂，光固化成膜。

实施例1

本实施例所述光扩散层的厚度为10μm；所述背层的厚度为7μm。所述软质扩散粒子由2μm粒径相同的PBMA和6～10μm窄粒径分布的PBMA组成；成膜物树脂4为羟基丙烯酸树脂，折射率为1.44，玻璃化温度为50℃。所述软质防粘连粒子为聚酰胺微珠，粒径为3～7μm；成膜物树脂5为铅笔硬度1H的羟基丙烯酸树脂(日本三菱丽阳株式会社)。所述光扩散层由如下重量份的原料组成：

PBMA粒子(粒径2μm)：3克；

PBMA粒子(粒径6～10μm)：12克；

羟基丙烯酸树脂：20克；

脂肪族异氰酸酯：2克；

丙酮：13克；

乙酸正丁酯：40克；

丙二醇甲醚：12克。

实施例2

本实施例所述光扩散层的厚度为8μm；所述背层的厚度为5μm。所述软质扩散粒子由2μm PBMA和8μm聚氨酯弹性微珠组成；成膜物树脂4为羟基丙烯酸树脂，折射率为1.46，玻璃化温度为60℃。所述软质防粘连粒子为PBMA，粒径为5μm；成膜物树脂5为铅笔硬度1H的羟基丙烯酸树脂(日本三菱丽阳株式会社)。所述光扩散层由如下重量份的原料组成：

PBMA粒子(粒径2μm)：5克；

聚氨酯弹性微珠(粒径8μm)：12克；

羟基丙烯酸树脂：22克；

脂肪族异氰酸酯：2.2克；

丁酮：15克；

甲苯：30克；

丙二醇丁醚：15克。

实施例3

本实施例所述光扩散层的厚度为12μm；所述背层的厚度为10μm。所述软质扩散粒子由2～4μm窄粒径分布的PIBMA和10μm聚酰胺微珠组成；成膜物树脂4为羟基丙烯酸树脂，折射率为1.48，玻璃化温度为80℃。所述软质防粘连粒子为PIBMA，粒径为3～7μm；成膜物树脂5为铅笔硬度1H的聚氨酯丙烯酸酯(沙多玛化学有限公司)。所述光扩散层由如下重量份的原料组成：

PBMA粒子(粒径2～4μm)：5克；

聚酰胺微珠(粒径10μm)：15克；

羟基丙烯酸树脂：25克；

脂肪族异氰酸酯：2.5克；

乙酸乙酯：10克；

乙酸异丁酯：35克；

环己酮：10克。

实施例4

本实施例所述光扩散层的厚度为9μm；所述背层的厚度为9μm。所述软质扩散粒子由2～4μm窄粒径分布的PIBMA和5～8μm聚氨酯弹性微珠组成；成膜物树脂4为羟基丙烯酸树脂，折射率为1.47，玻璃化温度为70℃。所述软质防粘连粒子为聚氨酯弹性微珠，粒径为5μm；成膜物树脂5为铅笔硬度1H的羟基丙烯酸树脂(日本三菱丽阳株式会社)。所述光扩散层由如下重量份的原料组成：

PBMA粒子(粒径2～4μm)：4克；

聚氨酯弹性微珠(粒径5～8μm)：18克；

羟基丙烯酸树脂：28克；

脂肪族异氰酸酯：2.8克；

乙酸甲酯：10克；

二甲苯：30克；

二丙二醇甲醚：10克。

实施例5

本实施例所述光扩散层的厚度为10μm；所述背层的厚度为8μm。所述软质扩散粒子由3～5μm窄粒径分布的聚酰胺微珠和6～10μm窄粒径分布的PBMA组成；成膜物树脂4为羟基丙烯酸树脂，折射率为1.44，玻璃化温度为50℃。所述软质防粘连粒子为PBMA，粒径为3～7μm；成膜物树脂5为铅笔硬度1H的聚酯丙烯酸酯(沙多玛化学有限公司)。所述光扩散层由如下重量份的原料组成：

聚酰胺微珠(粒径3～5μm)：7克；

PBMA粒子(粒径6～10μm)：18克；

羟基丙烯酸树脂：30克；

脂肪族异氰酸酯：3克；

丁酮：10克；

乙酸戊酯：25克；

环己酮：10克。

对比例1

本对比例包括基材层1和分别涂布于基材层1两侧的光扩散层2和背层3。所述光扩散层2的扩散粒子由粒径为2μm的PMMA粒子和粒径为6～10μm的PMMA粒子复合组成。成膜物树脂4为羟基丙烯酸树脂，铅笔硬度为1H。所述背层3的防粘连粒子为粒径为3～7μm的PMMA粒子；成膜物树脂5为铅笔硬度2H的聚氨酯丙烯酸酯(长兴化学有限公司)。

对比例2

本对比例包括基材层1和分别涂布于基材层1两侧的光扩散层2和背层3。所述光扩散层2的扩散粒子由粒径为2μm的PMMA粒子和粒径为6～10μm的PMMA粒子复合组成。成膜物树脂4为羟基丙烯酸树脂，铅笔硬度为1H。所述背层3的防粘连粒子为粒径为3～7μm的PBMA粒子；成膜物树脂5为铅笔硬度HB的羟基丙烯酸树脂(日本三菱丽阳株式会社)。

表1：各实施例性能数据表

表中，雾度由NDH2000型雾度仪测试；背层耐磨性评价方法为：光学扩散片背层静止放置于导光板出光面上，再于光学扩散片上面放置500克砝码，拖动光学扩散片来回移动数次，考察光学扩散片背层与导光板出光面的损伤情况。

由表中的性能数据可以看出，采用本发明方法得到的光学扩散膜，具有高雾度，且背层性能优于对比例1(硬质防粘连粒子搭配硬度较大的成膜物树脂)的背层，也优于对比例2(软质防粘连粒子搭配硬度较小的成膜物树脂)的背层。

Claims (4)

1.一种高雾度光学扩散膜，包括透明基材及分别涂布在基材两面的光扩散层和背层，其特征在于，所述光扩散层包括软质扩散粒子、成膜物树脂、交联剂和溶剂；所述软质扩散粒子为粒径相同或者窄粒径分布的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯弹性微珠中的一种或两种组成；所述软质扩散粒子的粒径为2～10μm，所述软质扩散粒子的粒径变异系数为15％以下；

所述背层包括软质防粘连粒子、成膜物树脂、防静电剂和溶剂；所述软质防粘连粒子由粒径相同或者窄粒径分布的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠或聚氨酯弹性微珠中的一种组成，所述软质防粘连粒子的粒径为3～7μm，所述软质防粘连粒子的粒径变异系数为15％以下；所述成膜物树脂为铅笔硬度为1H的热固化树脂体系或者光固化树脂体系，热固化树脂体系是羟基丙烯酸树脂与多异氰酸酯交联剂，热固化成膜；

所述光扩散层包括如下重量份的原料：

所述羟基丙烯酸树脂的折射率为1.44～1.48。

2.根据权利要求1所述的高雾度光学扩散膜，其特征在于，所述光扩散层的成膜物树脂为羟基丙烯酸树脂，所述羟基丙烯酸树脂的玻璃化温度为50～80℃，所述光扩散层的交联剂为脂肪族多异氰酸酯。

3.根据权利要求1所述的高雾度光学扩散膜，其特征在于，所述基材的厚度为25～250μm；所述光扩散层的厚度为8～12μm；所述背层的厚度为5～10μm。

4.根据权利要求1所述的高雾度光学扩散膜，其特征在于，所述光扩散层和背层的溶剂为高挥发速率溶剂、中等挥发速率溶剂及低挥发速率溶剂中的一种或几种，所述高挥发速率溶剂为丙酮、丁酮、乙酸乙酯和乙酸甲酯中的至少一种；所述中等挥发速率溶剂为乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲苯、二甲苯和乙酸戊酯中的至少一种；所述低挥发速率溶剂为丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和环己酮中的至少一种。