CN107167857A - 扩散膜、背光模组以及显示装置 - Google Patents

扩散膜、背光模组以及显示装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种扩散膜、背光模组以及显示装置。该扩散膜包括；基材层；防刮层，设置在基材层的一个表面上，防刮层的原料包括柔性粒子，且柔性粒子突出于防刮层的远离基材层的表面；扩散层，设置在基材层的远离防刮层的表面上，扩散层的原料包括扩散粒子。扩散膜包括防刮层，该防刮层的原料包括柔性粒子，当将扩散膜应用在背光模组中时，防刮层中的柔性粒子，可以缓冲外力，避免导光板被划伤。

Description

扩散膜、背光模组以及显示装置
技术领域
本申请涉及显示领域，具体而言，涉及一种扩散膜、背光模组以及显示装置。
背景技术
液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)已经成为了当今社会最普遍的显示技术。LCD为非发光性的显示装置，需要借助背光模组才能达到显示功能。背光模组的主要构件包括：光源、导光板以及各类光学膜片。依照光源分布位置不同可分为侧光式和直下式两种。侧光式背光模组可以最大限度的实现超薄显示，已经成为目前背光模组的主要形式。
导光板是侧光式背光模组不可或缺的组件之一。传统的导光板是在高通透度亚克力(PMMA)板的一面通过丝网印刷或激光雕刻形成漫反射网点。传统导光板由于亚克力材质的原因会产生轻微吸湿变形，所以在设计背光模组时，需要用胶框把导光板的四周压着，减少导光板变形对显示画面的影响。目前，MS材质(以甲基丙烯酸甲酯MMA和苯乙烯SM为主要原料合成的透明共聚合物)导光板逐渐成为高端显示器的首选。MS材质具有光学透明性优异、吸湿性小、耐候性佳、易于加工以及成形品残留应力小等特点，制备的导光板吸湿性极小且不变形，并可以通过一次性射出成型，工艺较为简单。基于以上条件，MS导光板广泛应用于极窄边框(无边框)显示器。
MS导光板的应用，对背光模组中的扩散膜提出了更高的要求。传统的扩散膜背涂采用热固丙烯酸树脂为主胶，搭配PMMA材质粒子。传统的扩散膜背涂凸起的粒子材质较硬，并且弹性低。传统扩散膜搭配MS导光板时，由于MS材质更软(相对亚克力导光板以及扩散背涂的PMMA粒子)，容易出现扩散背涂划伤导光板的情况，尤其在振动、运输等过程中。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种扩散膜、背光模组以及显示装置，以解决现有技术中的导光板容易被扩散膜划伤的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种扩散膜，该扩散膜包括；基材层；防刮层，设置在上述基材层的一个表面上，上述防刮层的原料包括柔性粒子，且上述柔性粒子突出于上述防刮层的远离上述基材层的表面；扩散层，设置在上述基材层的远离上述防刮层的表面上，上述扩散层的原料包括扩散粒子。
进一步地，上述柔性粒子的平均粒径在3～20μm之间，优选在5～12μm之间。
进一步地，上述柔性粒子的柔软度小于40MPa，优选小于20MPa。
进一步地，上述柔性粒子的粒径变异系数在0～45％之间，优选在0～30％之间。
进一步地，上述柔性粒子包括聚甲基丙烯酸正丁酯粒子、聚氨酯粒子与尼龙粒子中的一种或多种。
进一步地，以重量份计，上述防刮层的原料包括0.02～1份的上述柔性粒子，上述防刮层的原料还包括30～50份的丁酮、30～60份的乙酸丁酯、20～35份的UV胶水、0.1～1份的抗静电剂以及0.05～0.1份的表面爽滑剂。
进一步地，以重量份计，上述扩散层的原料包括5～25份的上述扩散粒子，上述扩散层的原料还包括10～30份的丁酮、20～40份的乙酸丁酯、12～35份的丙烯酸树脂、0.05～1份的分散剂、0.05～1份的流平剂、0.8～4.5份的异氰酸酯固化剂，优选上述丁酮的重量份为20份。
进一步地，上述基材层的设置上述防刮层的表面以及设置上述扩散层的表面经过表面处理，优选上述表面处理为预涂处理，上述预涂处理在上述基材层的表面形成预涂层，进一步优选上述预涂层包括亚克力预涂层或聚氨酯预涂层。
根据本申请的另一方面，提供了一种背光模组，包括扩散膜与MS导光板，上述MS导光板的材料包括甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的共聚物，上述扩散膜为任一种上述的扩散膜，且上述扩散膜的防刮层靠近上述MS导光板设置。
根据本申请的另一方面，提供了一种显示装置，包括背光模组，该背光模组为上述的背光模组。
应用本申请的技术方案，扩散膜包括防刮层，该防刮层的原料包括柔性粒子，当将扩散膜应用在背光模组中时，防刮层中的柔性粒子，可以缓冲外力，避免导光板被划伤。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的一种实施例的提供的扩散膜的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、防刮层；2、基材层；3、扩散层；11、柔性粒子；31、扩散粒子。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中的导光板容易被扩散膜划伤，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种扩散膜、背光模组以及显示装置。
本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种扩散膜，如图1所示，该扩散膜包括基材层2、防刮层1与扩散层3；防刮层1设置在上述基材层2的一个表面上，上述防刮层1的原料包括柔性粒子11，且上述柔性粒子11突出于上述防刮层1的远离上述基材层2的表面，实际上是柔性粒子11突出于防刮层1的远离上述基材层2的表面中的平面部分；扩散层3设置在上述基材层2的远离上述防刮层1的表面上，上述扩散层3的原料包括扩散粒子31。
本申请的上述扩散膜包括防刮层，该防刮层的原料包括柔性粒子，当将扩散膜应用在背光模组中时，防刮层中的柔性粒子，可以缓冲外力，避免导光板被划伤。
本申请的柔性粒子与扩散粒子可以是相同的，也可以是不同，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适材料。
为了使得该扩散膜应用在背光模组时，使得该扩散膜与导光板之间具有合适大小的空隙，更好地缓解导光板被划伤，本申请的一种实施例中上述柔性粒子的平均粒径在3～20μm之间。
如果防刮层中的柔性粒子的粒径均较小，则当有外来压力时，扩散膜容易局部吸附在导光板上，形成亮点，为了进一步避免扩散膜与导光板之间出现吸附现象，优选上述柔性粒子的平均粒径在5～12μm之间。
粒子的软硬程度(柔软度)按10％变形强度表示，压缩粒子时，粒子在10％变形时所需的压强为柔软度。传统扩散膜中的扩散粒子的柔软度约为24～30MPa之间。本发明的扩散膜中的柔性粒子的柔软度小于20MPa，这样可以进一步缓冲外界的作用力，进一步防止导光板的损伤，且柔软度小的粒子也不容易划伤导光板。
上述柔性粒子的粒径变异系数(C.V)的计算方法如下：
其中，
其中，x1、x2、…、xn为柔性粒子的粒径，n为柔性粒子的数量，为柔性粒子的平均粒径，s为柔性粒子的粒径的样品标准差，C.V为柔性粒子的粒径变异系数。
本申请的柔性粒子的粒径变异系数在0～45％之间，粒径变异系数低，粒子粒径分布越窄，粒子大小更加均匀，用于扩散膜背涂，在防刮层与导光板之间形成一层均匀的空隙层，更加不容易划伤导光板。
为了使得粒子的大小更均匀，本申请的一种实施例中，柔性粒子的变异系数在0～30％之间。
本申请的柔性粒子可以是现有技术中任何材料的柔性粒子，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适材料形成的柔性粒子。
本申请的另一种实施例中，上述柔性粒子包括聚甲基丙烯酸正丁酯粒子、聚氨酯粒子与尼龙粒子中的一种或多种。其中，聚氨酯粒子的柔软度为2MPa；尼龙粒子的柔软度为12MPa；PBMA(甲基丙烯酸正丁酯)的柔软度为13MPa。这些柔性粒子的柔软度较小，更加不容易划伤导光板。
本申请的再一种实施例中，以重量份计，上述防刮层1的原料包括0.02～1份的上述柔性粒子11，上述防刮层1的原料还包括30～50份的丁酮、30～60份的乙酸丁酯、20～35份的UV胶水、0.1～1份的抗静电剂以及0.05～0.1份的表面爽滑剂。
本申请的又一种实施例中，上述扩散层的原料包括5～25份的上述扩散粒子31，上述扩散层3的原料还包括10～30份的丁酮、20～40份的乙酸丁酯、12～35份的丙烯酸树脂、0.05～1份的分散剂、0.05-1份的流平剂、0.8～4.5份的异氰酸酯固化剂。采用上述原料形成的扩散层，能够实现更好的光扩散作用。
为了更快地形成性能较好的扩散层，本申请的一种实施例中，上述丁酮的重量份为20份。
上述扩散层与防刮层中的丁酮与乙酸丁酯均为溶剂，所以，扩散层与防刮层中的溶剂并不限于上述的两种，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适种类的溶剂。
本申请的另一种实施例中，上述基材层的设置上述防刮层的表面以及设置上述扩散层的表面经过表面处理，优选上述表面处理包括预涂处理、化学处理与电晕处理中的一种或多种，经过表面处理后的基材表面与涂层之间的附着更好，剥离力更高，涂层不易脱落。
为了简化工艺，本申请的一种实施例中，上述表面处理为预涂处理，上述预涂处理在上述基材的表面形成预涂层。优选上述预涂层包括亚克力预涂层或聚氨酯预涂层。
本申请的扩散膜的具体制作过程包括：防刮层的原料经过搅拌机分散均匀，形成扩散膜的防刮层涂液，基材放卷后，经过粘尘辊清洁后至涂头区域，将该涂液涂覆于基材表面后，经过干燥烘箱挥发溶剂，再经过UV照射设备，将涂液固化在基材表面，形成防刮层。上述的烘箱长度20～60m，优选五节分段烘箱，烘箱的温度设定范围为70～120℃，生产速度10～30m/min，上述的UV照射设备由1～3排UV灯组成，UV灯能量为100-500mJ/cm2，优选150～400mJ/cm2。如果UV灯能量超出500mJ/cm2，容易导致固化速度过快，胶层过脆，不符合本发明的软性涂层的要求。
本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种背光模组，该背光模组包括扩散膜与MS导光板，上述MS导光板的材料包括甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的共聚物，上述扩散膜为任一种上述的扩散膜，且上述扩散膜的防刮层靠近上述MS导光板设置。
该背光模组由于包括上述的扩散膜，使得扩散膜中的防刮层可以很好地缓解外部的压力，进而避免导光板被划伤。
本申请的再一种典型的实施方式中，提供了一种显示装置，该显示装置包括背光模组，该背光模组为上述的背光模组。
该显示装置由于包括上述的背光模组，使得该显示装置的显示效果较好、寿命较长，性能较好。
为了使得本领域技人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例进行说明。
实施例1
一种扩散膜，包括基材、扩散涂层和防刮伤涂层。上述的基材为双向拉伸PET薄膜，并且薄膜表面的预涂层(Primer)为丙烯酸树脂。
上述的扩散涂层的原料由下列组分组成：丁酮：20质量份；乙酸丁酯：36质量份；丙烯酸树脂：24质量份；分散剂：0.2质量份；流平剂：0.3质量份；5μm粒径的PMMA扩散粒子：6质量份；15μm粒径的PMMA扩散粒子：12质量份；异氰酸酯固化剂：1.5质量份。
上述的防刮层的原料主要包括柔性粒子和紫外光(UV)固化胶。上述的紫外光固化胶为软质韧性胶水，玻璃化转化温度为89℃。上述的柔性粒子为聚氨酯粒子(PU)，柔性粒子的平均粒径为7μm，柔软度为20MPa，粒径变异系数(C.V)为20％。
上述的防刮伤导光板涂层的原料由下列组分组成：丁酮：30质量份；乙酸丁酯：40质量份；UV胶水：29.6质量份；PU粒子：0.1质量份；抗静电剂：0.2质量份；表面爽滑剂：0.1质量份。
以上原料经过搅拌机分散均匀，形成扩散膜背涂涂布液。制备工艺如下所示：基材放卷后，经过粘尘辊清洁后，进入涂头区域，将涂布液涂覆于基材表面后，经过烘箱干燥，溶剂挥发，再经过UV照射设备，将涂布液固化在基材表面，形成防刮伤涂层。上述的烘箱长度30m，共分为五节，烘箱的温度设定为70℃、80℃、100℃、80℃与90℃，生产速度20m/min。上述的UV照射设备由3排UV灯组成，UV灯能量在150～350mJ/cm2之间。
实施例2
与实施例1的区别在于：
上述的扩散涂层的原料由下列组分组成：丁酮：10质量份；乙酸丁酯：40质量份；丙烯酸树脂：35质量份；分散剂：1质量份；流平剂：1质量份；5μm粒径的PMMA扩散粒子：10质量份；15μm粒径的PMMA扩散粒子：15质量份；异氰酸酯固化剂：4.5质量份。
上述的防刮层的原料主要包括柔性粒子和紫外光(UV)固化胶。上述的紫外光固化胶为软质韧性胶水，玻璃化转化温度为89℃。上述的柔性粒子为聚氨酯粒子(PU)，粒子的平均粒径为17μm，柔软度为20MPa，粒径变异系数(C.V)为45％。
上述的防刮伤导光板涂层的原料由下列组分组成：丁酮：40质量份；乙酸丁酯：30质量份；UV胶水：35质量份；PU粒子：1质量份；抗静电剂：1质量份；表面爽滑剂：0.08质量份。
实施例3
与实施例1的区别在于：
上述的扩散涂层的原料由下列组分组成：丁酮：30质量份；乙酸丁酯：20质量份；丙烯酸树脂：12质量份；分散剂：0.05质量份；流平剂：0.05质量份；5μm粒径的PMMA扩散粒子：5质量份；15μm粒径的PMMA扩散粒子：10质量份；异氰酸酯固化剂：0.8质量份。
上述的防刮层的原料主要包括柔性粒子和紫外光(UV)固化胶。上述的紫外光固化胶为软质韧性胶水，玻璃化转化温度为89℃。上述的柔性粒子为聚氨酯粒子(PU)，粒子的平均粒径为3μm，粒径变异系数(C.V)为2％。
上述的防刮伤导光板涂层的原料由下列组分组成：丁酮：50质量份；乙酸丁酯：60质量份；UV胶水：20质量份；PU粒子：0.02质量份；抗静电剂：0.1质量份；表面爽滑剂：0.05质量份。
实施例4
与实施例1的区别在于：柔性粒子的平均粒径为5μm。
实施例5
与实施例1的区别在于：柔性粒子的平均粒径为12μm。
实施例6
与实施例1的区别在于：柔性粒子包括0.04质量份的PU粒子与0.08质量份的尼龙粒子，PU粒子的平均粒径为7μm，粒径变异系数(C.V)为20％。尼龙粒子的平均粒径为5μm，粒径变异系数(C.V)为30％。
实施例7
与实施例1的区别在于：柔性粒子包括0.04质量份的PBMA粒子和0.08质量份的尼龙粒子。PBMA粒子的平均粒径为10μm，粒径变异系数(C.V)为10％。尼龙粒子的平均粒径为5μm，粒径变异系数(C.V)为30％。
实施例8
与实施例1的区别在于：柔性粒子的柔软度为40Mpa。
实施例9
与实施例1的区别在于：柔性粒子的平均粒径为22μm。
实施例10
与实施例1的区别在于：柔性粒子为PU粒子，其粒径变异系数为50％。
实施例11
与实施例1的区别在于：柔性粒子的重量份为2份。
对比例
与实施例1的区别在于：防刮层不包括柔性粒子。
将上述各实施例以及对比例中的扩散膜应用在相同的包括MS导光板的背光模组中，且防刮层靠近MS导光板设置。采用整机震动测试法对各背光模组的耐刮性进行测试，采用肉眼观察扩散膜与MS导光板之间是否存在吸附现象，具体的测试结果见表1，其中，耐刮性的“优”表示：测试后背光模组的光学性能OK，拆解后，扩散膜与MS导光板的光学性能均OK；“合格”表示：测试后背光模组的光学性能OK，拆解后，扩散膜的光学性能NG，MS导光板的光学性能OK；“不合格”表示：测试后背光模组的光学性能NG，拆解后，扩散膜与MS导光板的光学性能均NG。
表1
由上述表1中的数据可以看出：与对比例相比，包括本申请的扩散膜的背光模组的耐刮性均能均合格；与实施例相比，实施例3中，由于扩散膜中的柔性粒子的粒径较小，使得扩散膜与MS导光板之间存在吸附现象；与实施例1相比，实施例8由于柔性粒子的柔软度较大，为40Mpa，因此，其扩散膜的耐刮性能较差，背光模组只是合格品；与实施例1相比，实施例9中，柔性粒子的粒径较大，使得扩散膜与MS导光板之间存在吸附现象，且其扩散膜的耐刮性能较差，背光模组只是合格品；与实施例1相比，实施例10中，柔性粒子粒径变异系数较大，其扩散膜的耐刮性能较差，背光模组只是合格品；与实施例1相比，实施例11中，柔性粒子的重量份较多，其扩散膜的耐刮性能较差，背光模组只是合格品。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
1)、本申请的扩散膜包括防刮层，该防刮层的原料包括柔性粒子，当将扩散膜应用在背光模组中时，防刮层中的柔性粒子，可以缓冲模组由于运输或震动而产生的瞬间外力，避免导光板被划伤。
2)、本申请的背光模组中，由于包括上述的扩散膜，使得扩散膜中的防刮层可以很好地缓解外部的压力，进而避免导光板被划伤。
3)、本申请的显示装置由于包括上述的背光模组，使得该显示装置的寿命较长，性能较好。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扩散膜，其特征在于，所述扩散膜包括：
基材层(2)；
防刮层(1)，设置在所述基材层(2)的一个表面上，所述防刮层(1)的原料包括柔性粒子(11)，且所述柔性粒子(11)突出于所述防刮层(1)的远离所述基材层(2)的表面；以及
扩散层(3)，设置在所述基材层(2)的远离所述防刮层(1)的表面上，所述扩散层(3)的原料包括扩散粒子(31)。
2.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，所述柔性粒子(11)的平均粒径在3～20μm之间，优选在5～12μm之间。
3.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，所述柔性粒子(11)的柔软度小于40MPa，优选小于20MPa。
4.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，所述柔性粒子(11)的粒径变异系数在0～45％之间，优选在0～30％之间。
5.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，所述柔性粒子(11)包括聚甲基丙烯酸正丁酯粒子、聚氨酯粒子与尼龙粒子中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，以重量份计，所述防刮层(1)的原料包括0.02～1份的所述柔性粒子(11)，所述防刮层(1)的原料还包括30～50份的丁酮、30～60份的乙酸丁酯、20～35份的UV胶水、0.1～1份的抗静电剂以及0.05～0.1份的表面爽滑剂。
7.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，以重量份计，所述扩散层(3)的原料包括5～25份的所述扩散粒子(31)，所述扩散层(3)的原料还包括10～30份的丁酮、20～40份的乙酸丁酯、12～35份的丙烯酸树脂、0.05～1份的分散剂、0.05～1份的流平剂、0.8～4.5份的异氰酸酯固化剂，优选所述丁酮的重量份为20份。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的扩散膜，其特征在于，所述基材层(2)的设置所述防刮层(1)的表面以及设置所述扩散层(3)的表面经过表面处理，优选所述表面处理为预涂处理，所述预涂处理在所述基材层(2)的表面形成预涂层，进一步优选所述预涂层包括亚克力预涂层或聚氨酯预涂层。
9.一种背光模组，包括扩散膜与MS导光板，其特征在于，所述MS导光板的材料包括甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的共聚物，所述扩散膜为权利要求1至8中任一项所述的扩散膜，且所述扩散膜的防刮层靠近所述MS导光板设置。
10.一种显示装置，包括背光模组，其特征在于，所述背光模组为权利要求9所述的背光模组。
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