CN106707377B - 一种背光模组用多层复合膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种背光模组用多层复合膜的制备方法：⑴制备背光模组用多层复合膜的基材；⑵制备第二棱镜膜；⑶制备第一棱镜。本发明的制备方法工艺简单高效，避免将扩散膜、棱镜膜分开制作、收放卷、裁切等繁琐步骤；同时，减少了制作工序和UV能耗，降低生产成本，提高了产能。

Description

一种背光模组用多层复合膜的制备方法
技术领域
本发明涉及光学薄膜技术领域，特别是一种背光模组用多层复合膜的制备方法。
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、上棱镜膜、下棱镜膜、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，而棱镜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、棱镜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。中国专利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，不能掩盖棱镜膜表面的瑕疵、弊病等。
另外，该制备方法中包括对涂过胶黏剂的上棱镜片在烘箱中进行老化，该步骤并没有指出老化到什么程度，也没有指明老化是在收卷前还是收卷后，老化后还能否放卷，能否继续与下棱镜进行复合；在成品收卷后，会进行再次老化，这一次老化可能会影响薄膜的热收缩性能、平整性能等。这些细节，该发明中都没有说明，但都会最终影响复合膜的使用性、辉度、表观等性能。
综上，如何形成简单、有效的背光模组用多层复合膜的制备方法，成为了本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足之处，提供一种背光模组用多层复合膜的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种背光模组用多层复合膜的制备方法，所述制备按以下步骤进行：
⑴制备背光模组用多层复合膜的基材：
在透明支持体上涂布漫反射层，所述漫反射层由紫外光固化活性单体20重量份～40重量份，光引发剂0.5重量份～2重量份，流平助剂0.5重量份～2重量份，分散助剂0.5重量份～5重量份，有机粒子0.05重量份～2重量份，有机溶剂50重量份～70重量份组成的涂布液涂布在透明支持体上后固化，收卷，所述漫反射层具有一定的粘性，剥离力为5N/25mm～7N/25mm；所述漫反射层的固化度为40％～60％；
⑵制备第二棱镜膜：
在扩散片上复合背光模组用多层复合膜的基材，在所述背光模组用多层复合膜的基材的出光面上压印棱镜花纹，使用UV LED光同时固化所述棱镜花纹及所述复合背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层，得到第二棱镜膜；其中，扩散片的出光面复合的是背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层；所述的UVLED光波长为210nm～320nm，光照能量为100mJ/cm2～260mJ/cm2；所述第二棱镜膜中漫反射层的固化度为60％～90％；
⑶制备第一棱镜膜：
在所述第二棱镜膜的出光面上复合背光模组用多层复合膜的基材的入光面，在所述背光模组用多层复合膜的基材的出光面上压印棱镜花纹，使用UV LED光同时固化所述棱镜花纹及所述复合背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层，得到背光模组用多层复合膜；所述第二棱镜膜的出光面复合的是背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层；所述的UV LED光波长为260nm～390nm，光照能量为350mJ/cm2～1000mJ/cm2；所述第二棱镜膜中漫反射层的固化度为95％～99％；所述第一棱镜膜中漫反射层的固化度为95％～99％。
上述背光模组用多层复合膜的制备方法，所述第一棱镜膜中漫反射层的涂层厚度为5μm～15μm，雾度为50％～80％；所述第二棱镜膜中漫反射层的涂层厚度为2μm～5μm，雾度为2％～5％。
上述背光模组用多层复合膜的制备方法，所述透明支持体为PC、PET、PMMA中的一种，厚度为25μm～125μm。
采用本发明的技术方案所得有益效果是：
1、本发明通过控制UV LED光波长及光照能量，使复合膜用基材中漫反射层的固化度为40％～60％，具有粘性，不会对涂层及棱峰造成破坏，能够收卷并用于粘结其他光学膜片；对第二棱镜膜固化能够使漫反射层的固化度达到60％～90％，可以有效地将扩散膜和第二棱镜膜粘结在一起，并且漫反射层不完全固化具有柔韧性，可以收卷；对第一棱镜膜再次固化，此时UV LED光照能量高，能够使第二棱镜膜中漫反射层的固化度达到95％～99％，第一棱镜膜中漫反射层的固化度达到95％～99％，即此次固化能够将扩散膜、第一棱镜膜、第二棱镜膜完全牢固地粘结在一起，形成背光模组用多层复合膜，这样多层膜之间不会夹入灰尘、异物等杂质。
2、本发明提供的制备方法工艺简单高效，避免将扩散膜、棱镜膜分开制作、收放卷、裁切等繁琐步骤；同时，减少了制作工序和UV能耗，降低生产成本，提高了产能。
附图说明
图1是传统LCD背光模组的剖面图；
图2是背光模组用多层复合膜的基材的结构图；
图3是本发明背光模组用多层复合膜的示意图；
图4是本发明制备背光模组用多层复合膜的工艺流程图。
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：下棱镜膜；143：上棱镜膜；21：漫反射层；22：透明支持体；23：有机粒子；31：第一棱镜膜；32：第二棱镜膜；33：扩散膜；311：第一棱镜膜中的棱镜层；312：第一棱镜膜中的透明支持体；313：第一棱镜膜中的漫反射层；314：第一棱镜膜中的有机粒子；315：第二棱镜膜中的棱镜层；316：第二棱镜膜中的透明支持体；317：第二棱镜膜中的漫反射层；318：第二棱镜膜中的有机粒子。
具体实施方式
下面结合附图说明和具体实施例对本发明做进一步说明。实施例中UV LED光波长可通过控制在UV LED灯的工作电压和功率密度来实现；固化度可通过差示扫描量热仪(DSC)进行测试，剥离力是利用电子万能试验机，参照标准GB/T 2792-1998进行测试。
实施例1
制备方法包括以下步骤：
⑴制备背光模组用多层复合膜的基材：在125μm的PC薄膜22(聚碳酸酯)上涂布漫反射层21，漫反射层由20g紫外光固化活性单体(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，长兴化学材料有限公司，商品名：EM231)、2g流平助剂(丙烯酸类，毕克化学BYK-350)、5g分散助剂(毕克化学，BYK-111)、1g有机粒子23(聚苯乙烯PS，粒径为4μm)、2g光引发剂(1g光引发剂1为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，北京英力科技发展有限公司，商品名：IHT-PI 1173；1g光引发剂2为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦，北京英力科技发展有限公司，商品名：IHT-PITPO)、70g丁酮组成的涂布液固化而成；固化完成后收卷，漫反射层21具有一定的粘性，剥离力为5N/25mm，固化度为40％；
⑵制备第二棱镜膜32：在扩散片33(合肥乐凯，型号为CDX131)上复合步骤(1)中的背光模组用多层复合膜的基材316(含漫反射层的PC薄膜)，在背光模组用多层复合膜的基材316的另一面压印棱镜层315，使用UV LED光同时固化棱镜层315及未完全固化的漫反射层317，即得到第二棱镜膜32。使用的UV LED光波长为210nm，光照能量为100mJ/cm2；第二棱镜膜32中漫反射层317的涂层厚度为2μm，雾度为5％，固化度为60％。
⑶制备第一棱镜膜31：在步骤(2)中制备的第二棱镜膜32的出光面上复合步骤(1)中背光模组用多层复合膜的基材312的入光面，在背光模组用多层复合膜的基材312的出光面上压印棱镜层311，使用UV LED光同时固化棱镜层311及背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层313；其中，第二棱镜膜32的出光面复合的是步骤(1)制备的背光模组用多层复合膜的基材312的漫反射层313；使用的UV LED光波长为260nm，光照能量为350mJ/cm2；固化完成后，第二棱镜膜32中漫反射层317的固化度变为95％，第一棱镜膜31中漫反射层313的固化度为99％；第一棱镜膜31中漫反射层313的涂层厚度为5μm，雾度为50％。
⑷将扩散片33、第二棱镜膜32、第一棱镜膜31粘结固化成一种背光模组用多层复合膜。评估结果列于表1中。
实施例2
多层复合膜的制备包括以下步骤：
⑴制备背光模组用多层复合膜的基材：在25μm的PET薄膜22(聚对苯二甲酸乙二酯)上涂布漫反射层21，漫反射层由40g紫外光固化活性单体(季戊四醇三丙烯酸酯PET3A，长兴化学材料有限公司，商品名：EM235)、0.5g流平助剂(丙烯酸类，毕克化学BYK-352)、0.5g分散助剂(毕克化学，BYK-108)、0.05g有机粒子(聚丙烯酸甲酯PMMA，粒径为6μm)、0.5g光引发剂(0.42g光引发剂1为1-羟基环己基苯基甲酮，北京英力科技发展有限公司，商品名：IHT-PI184；0.08g光引发剂2为4-二甲基氨基苯甲酸乙酯，北京英力科技发展有限公司，商品名：IHT-PI EDB)、58.45g乙酸乙酯组成的涂布液固化而成；固化完成后收卷，漫反射层21具有一定的粘性，剥离力为7N/25mm，固化度为60％；
⑵制备第二棱镜膜32：在扩散片33(合肥乐凯，型号为CDX131)上复合步骤(1)中的背光模组用多层复合膜的基材316(含漫反射层的PET薄膜)，在背光模组用多层复合膜的基材316的另一面压印棱镜层315，使用UV LED光同时固化棱镜层315及未完全固化的漫反射层317，即得到第二棱镜膜32。使用的UV LED光波长为320nm，光照能量为260mJ/cm2；第二棱镜膜32中漫反射层317的涂层厚度为3μm，雾度为2％，固化度为90％。
⑶制备第一棱镜膜31：在步骤(3)中制备的第二棱镜膜32的出光面上复合步骤(1)中背光模组用多层复合膜的基材312的入光面，在背光模组用多层复合膜的基材312的出光面上压印棱镜层311，使用UV LED光同时固化棱镜层311及背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层313；其中，第二棱镜膜32的出光面复合的是步骤(1)制备的背光模组用多层复合膜的基材312的漫反射层313；使用的UV LED光波长为390nm，光照能量为1000mJ/cm2；固化完成后，第二棱镜膜32中漫反射层317的固化度变为99％，第一棱镜膜31中漫反射层313的固化度为95％；第一棱镜膜31中漫反射层313的涂层厚度为15μm，雾度为70％。
⑷将扩散片33、第二棱镜膜32、第一棱镜膜31粘结固化成一种背光模组用多层复合膜。评估结果列于表1中。
实施例3
多层复合膜的制备包括以下步骤：
⑴制备背光模组用多层复合膜的基材：在50μm的PET薄膜22(聚对苯二甲酸乙二酯)上涂布漫反射层21，漫反射层由40g紫外光固化活性单体(二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯DiTMP4A，长兴化学材料有限公司，商品名：EM242)、2g流平助剂(丙烯酸类，毕克化学BYK-354)、4g分散助剂(毕克化学，BYK-2000)、2g有机粒子(聚丙烯酸丁酯PBMA，粒径为7μm)、2g光引发剂(1.5g光引发剂1为2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮，北京英力科技发展有限公司，商品名：IHT-PI 659；0.5g光引发剂2为聚乙二醇二(β-4-[对(2-二甲基胺-2-苯甲基)丁酰基苯基]-哌嗪)丙酸酯，北京英力科技发展有限公司，商品名：OMNIPOL910)、50g甲苯组成的涂布液固化而成；固化完成后收卷，漫反射层21具有一定的粘性，剥离力为5.6N/25mm，固化度为50％；
⑵制备第二棱镜膜32：在扩散片33(合肥乐凯，型号为CDX131)上复合步骤(1)中的背光模组用多层复合膜的基材316(含漫反射层的PET薄膜)，在背光模组用多层复合膜的基材316的另一面压印棱镜层315，使用UV LED光同时固化棱镜层315及未完全固化的漫反射层317，即得到第二棱镜膜32。使用的UV LED光波长为240nm，光照能量为150mJ/cm2；第二棱镜膜32中漫反射层317的涂层厚度为5μm，雾度为3％，固化度为70％。
⑶制备第一棱镜膜31：在步骤(3)中制备的第二棱镜膜32的出光面上复合步骤(1)中背光模组用多层复合膜的基材312的入光面，在背光模组用多层复合膜的基材312的出光面上压印棱镜层311，使用UV LED光同时固化棱镜层311及背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层313；其中，第二棱镜膜32的出光面复合的是步骤(1)制备的背光模组用多层复合膜的基材312的漫反射层313；使用的UV LED光波长为300nm，光照能量为450mJ/cm2；固化完成后，第二棱镜膜32中漫反射层317的固化度变为96％，第一棱镜膜31中漫反射层313的固化度为98％；第一棱镜膜31中漫反射层313的涂层厚度为8μm，雾度为80％。
⑷将扩散片33、第二棱镜膜32、第一棱镜膜31粘结固化成一种背光模组用多层复合膜。评估结果列于表1中。
实施例4
多层复合膜的制备包括以下步骤：
⑴制备背光模组用多层复合膜的基材：在100μm的PMMA薄膜22(聚丙烯酸甲酯)上涂布漫反射层21，漫反射层由36g紫外光固化活性单体(三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，长兴化学材料有限公司，商品名：EM231)、1g流平助剂(丙烯酸类，德谦化学，Levelol495)、1g分散助剂(毕克化学，BYK-111)、0.5g有机粒子(聚碳酸酯PC，粒径为10μm)、1g光引发剂(0.8g光引发剂1为2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮，北京英力科技发展有限公司，商品名：IHT-PI 907；0.2g光引发剂2为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯，北京英力科技发展有限公司，商品名：IHT-PI TPO-L)、60g乙酸丁酯组成的涂布液固化而成；固化完成后收卷，漫反射层21具有一定的粘性，剥离力为5.8N/25mm，固化度为45％；
⑵制备第二棱镜膜32：在扩散片33(合肥乐凯，型号为CDX131)上复合步骤(1)中的背光模组用多层复合膜的基材316(含漫反射层的PMMA薄膜)，在背光模组用多层复合膜的基材316的另一面压印棱镜层315，使用UV LED光同时固化棱镜层315及未完全固化的漫反射层317，即得到第二棱镜膜32。使用的UV LED光波长为260nm，光照能量为200mJ/cm2；第二棱镜膜32中漫反射层317的涂层厚度为4μm，雾度为4％，固化度为80％。
⑶制备第一棱镜膜31：在步骤(3)中制备的第二棱镜膜32的出光面上复合步骤(1)中背光模组用多层复合膜的基材312的入光面，在背光模组用多层复合膜的基材312的出光面上压印棱镜层311，使用UV LED光同时固化棱镜层311及背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层313；其中，第二棱镜膜32的出光面复合的是步骤(1)制备的背光模组用多层复合膜的基材312的漫反射层313；使用的UV LED光波长为320nm，光照能量为600mJ/cm2；固化完成后，第二棱镜膜32中漫反射层317的固化度变为97％，第一棱镜膜31中漫反射层313的固化度为96％；第一棱镜膜31中漫反射层313的涂层厚度为10μm，雾度为60％。
⑷将扩散片33、第二棱镜膜32、第一棱镜膜31粘结固化成一种背光模组用多层复合膜。评估结果列于表1中。
实施例5
多层复合膜的制备包括以下步骤：
⑴制备背光模组用多层复合膜的基材：在125μm的PET薄膜22(聚对苯二甲酸乙二酯)上涂布漫反射层21，漫反射层由30g紫外光固化活性单体(季戊四醇三丙烯酸酯PET3A，长兴化学材料有限公司，商品名：EM235)、1.2g流平助剂(丙烯酸类，德谦化学Levelol835)、2g分散助剂(毕克化学，BYK-108)、1.6g有机粒子(聚丙烯酸甲酯PMMA，粒径为10μm)、1.2g光引发剂(0.8g光引发剂1为4-甲基二苯甲酮，北京英力科技发展有限公司，商品名：IHT-PIMBP；0.4g光引发剂2为2,4-二乙基硫杂蒽酮，北京英力科技发展有限公司，商品名：IHT-PIDETX)、64g乙酸乙酯组成的涂布液固化而成；固化完成后收卷，漫反射层21具有一定的粘性，剥离力为6.3N/25mm，固化度为55％；
⑵制备第二棱镜膜32：在扩散片33(合肥乐凯，型号为CDX131)上复合步骤(1)中的背光模组用多层复合膜的基材316(含漫反射层的PET薄膜)，在背光模组用多层复合膜的基材316的另一面压印棱镜层315，使用UV LED光同时固化棱镜层315及未完全固化的漫反射层317，即得到第二棱镜膜32。使用的UV LED光波长为300nm，光照能量为240mJ/cm2；第二棱镜膜32中漫反射层317的涂层厚度为2.5μm，雾度为4.5％，固化度为75％。
⑶制备第一棱镜膜31：在步骤(3)中制备的第二棱镜膜32的出光面上复合步骤(1)中背光模组用多层复合膜的基材312的入光面，在背光模组用多层复合膜的基材312的出光面上压印棱镜层311，使用UV LED光同时固化棱镜层311及背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层313；其中，第二棱镜膜32的出光面复合的是步骤(1)制备的背光模组用多层复合膜的基材312的漫反射层313；使用的UV LED光波长为360nm，光照能量为800mJ/cm2；固化完成后，第二棱镜膜32中漫反射层317的固化度变为98％，第一棱镜膜31中漫反射层313的固化度为97％；第一棱镜膜31中漫反射层313的涂层厚度为12μm，雾度为65％。
⑷将扩散片33、第二棱镜膜32、第一棱镜膜31粘结固化成一种背光模组用多层复合膜。评估结果列于表1中。
对比例1
生产55寸电视机背光模组用的下扩散片为合肥乐凯提供，型号为CDX131，上下棱镜片使用的是韩国LG电子提供，型号为SOS-S10H，三层膜片叠加使用。
对比例2
生产55寸电视机背光模组用的下扩散片为宁波激智B188CM，上下棱镜片使用的是HF14U2，三层膜片叠加使用。
表1为三层膜片形成的背光模组的亮度、裁切良率、组装背光模组的良率及棱峰损害程度。
表中亮度测试方法如下：
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。
从表1中数据可以看出，采用本发明提供的背光模组用多层复合膜所制得的背光模组的光学效果与通常使用的下扩散+上下棱镜叠加所得的背光模组的光学效果相当，甚至有一定程度的提高，并且总体厚度降低很多，使电视屏幕更加轻薄。同时，采用本发明提供的背光模组用多层复合膜避免了多层光学膜片叠加时相互摩擦导致的棱峰损害，减少了背光模组的组装工序，因此有着较高的裁切良率和组装模组的良率。
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它实施方式，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 (3)

1.一种背光模组用多层复合膜的制备方法，其特征在于，所述制备按以下步骤进行：
制备背光模组用多层复合膜的基材：
在透明支持体上涂布漫反射层，所述漫反射层由紫外光固化活性单体20重量份～40重量份，光引发剂0.5重量份～2重量份，流平助剂0.5重量份～2重量份，分散助剂0.5重量份～5重量份，有机粒子0.05重量份～2重量份，有机溶剂50重量份～70重量份组成的涂布液涂布在透明支持体上后固化，收卷，所述漫反射层具有一定的粘性，剥离力为5N/25mm～7N/25mm；所述漫反射层的固化度为40%～60%；
制备第二棱镜膜：
在扩散片上复合背光模组用多层复合膜的基材，在背光模组用多层复合膜的基材的出光面上压印棱镜花纹，使用UV LED光同时固化所述棱镜花纹及背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层，得到第二棱镜膜；其中，扩散片的出光面复合的是背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层；所述的UV LED光波长为210nm～320nm，光照能量为100mJ/cm2～260 mJ/cm2；所述第二棱镜膜中漫反射层的固化度为60%～90%；
制备第一棱镜膜：
在所述第二棱镜膜的出光面上复合背光模组用多层复合膜的基材的入光面，在背光模组用多层复合膜的基材的出光面上压印棱镜花纹，使用UV LED光同时固化棱镜花纹及背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层，得到背光模组用多层复合膜；所述第二棱镜膜的出光面复合的是背光模组用多层复合膜的基材的漫反射层；所述的UV LED光波长为260nm～390nm，光照能量为350mJ/cm2～1000mJ/cm2；所述第二棱镜膜中漫反射层的固化度为95%～99%；所述第一棱镜膜中漫反射层的固化度为95%～99%。
2.根据权利要求1所述的背光模组用多层复合膜的制备方法，其特征在于，所述第一棱镜膜中漫反射层的涂层厚度为5μm～15μm，雾度为50%～80%；所述第二棱镜膜中漫反射层的涂层厚度为2μm～5μm，雾度为2%～5%。
3.根据权利要求2所述的背光模组用多层复合膜的制备方法，其特征在于，所述透明支持体为PC、PET、PMMA中的一种，厚度为25μm～125μm。
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