CN108287381A - 一种扩散膜及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及背光模组领域，特别涉及一种扩散膜及其制备方法和应用。为了解决现有的下扩散膜抗落球和抗划伤性能不佳的问题，本发明提供一种扩散膜及其制备方法和应用。所述扩散膜包括防黏连层，所述防黏连层包括改性有机硅弹性体。本发明提供的扩散膜的防黏连层包括改性有机硅弹性体颗粒，既解决了聚氨酯粒子易碎的问题，又解决了尼龙粒子较硬的问题；本发明提供的扩散膜具有良好的抗落球和抗刮伤性，避免形成白斑缺陷。

Description

一种扩散膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及背光模组领域，特别涉及一种扩散膜及其制备方法和应用。

背景技术

近些年来，随着科学技术的发展，手机、电视、PAD、显示器等有着十分迅速的发展。因此，人们对手机、电视、PAD等也提出了越来越多的要求：从显示色泽来说，要求越来越鲜艳、对比度清晰、色域广；从尺寸来说，要求屏幕越来越大、屏幕占屏比例越来越高、甚至全面屏；从厚度来说，手机、电视以及显示器等越来越薄。由于更高的成品要求，对其中的各个组成也有更高的要求。其中，光学膜的性能要求的提高尤为明显。

色泽要求更鲜艳、色域更广，则可能需要开发更加高级的光学膜片产线，比如OLED，甚至是量子点膜；屏幕尺寸更大、甚至全面屏，则要求光学膜裁切尺寸更大、信赖性过关、收缩率更低等等要求；厚度更薄，要求更薄的光学膜片裁切更大的尺寸、使用在更大的机种上。

整体模组的变薄，要求扩散膜、增光膜、导光板和反射膜等向越来越薄的方向发展。增光膜主要是提升亮度；上扩散膜主要用来增加可视角并且不能过多的影响模组的辉度；下扩散膜主要是起匀光和防刮伤的作用。下扩散膜也存在一些问题，其中最主要的就是抗落球和抗划伤性能。下扩散膜分为基材、扩散层和防黏连层：其中扩散层主要是起匀光和增加辉度的作用；防黏连层起防黏连作用，防止扩散膜吸附在导光板上、防止扩散膜对导光板的划伤、防止落球测试时砸伤导光板。

目前下扩散膜中的防黏连层具有抗落球、抗划伤的作用，主要是通过在防黏连层添加粒子，例如聚氨酯粒子、尼龙粒子；此外，还可以通过在基材的背面使用超弹性胶水，采用喷砂背涂、雕刻背涂或者喷砂雕刻背涂混合的方式制备防黏连层。

采用聚氨酯粒子和尼龙粒子添加到防黏连层中，主要缺点有：聚氨酯粒子易碎，落球测试后在导光板上形成白斑；而尼龙粒子较硬，在落球测试或者划伤测试中，易损伤导光板，形成白斑缺陷。使用超弹性胶水，采用喷砂背涂的方式制备的防黏连层则会产生吸真空亮白点的问题，这是因为防黏连层只有纯胶水，在真空吸附时由于巨大的真空吸附力、再加之胶水较软，造成背面凸起部分被压平成平面而产生成片的白斑；再者，采用喷砂背涂、雕刻背涂交叉涂布的方式，工艺流程复杂、上线工序多，也造成较大的风险。

发明内容

为了解决现有的下扩散膜抗落球和抗划伤性能不佳的问题，本发明提供一种扩散膜及其制备方法和应用。本发明提供的扩散膜的防黏连层包括改性有机硅弹性体颗粒，既解决了聚氨酯粒子易碎的问题，又解决了尼龙粒子较硬的问题；本发明提供的扩散膜具有良好的抗落球和抗刮伤性，避免形成白斑缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种扩散膜，所述扩散膜包括防黏连层，所述防黏连层包括改性有机硅弹性体。

进一步的，所述改性有机硅弹性体为颗粒状，所述改性有机硅弹性体颗粒的粒径≦20μm。

进一步的，所述防黏连层包括黏结树脂和改性有机硅弹性体颗粒。

所述黏结树脂包括丙烯酸树脂和异氰酸酯。

进一步的，所述改性有机硅弹性体颗粒与黏结树脂的重量比例为1：10-75。

进一步的，改性有机硅弹性体的重量比例优选为1：30-60。

进一步的，改性有机硅弹性体的重量比例最优选为1：50。

进一步的，所述扩散膜依次包括扩散层、基材和防黏连层。

在使用过程中，防黏连层与导光板的出光面接触。

进一步的，在制备过程中，所述防黏连层先配置成涂布液，所述涂布液包括改性有机硅弹性体颗粒、丙烯酸树脂胶水、异氰酸酯、乙酸乙酯和助剂。

本发明还提供一种扩散膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)称取乙酸乙酯，丙烯酸树脂胶水，再称取改性有机硅弹性体颗粒，混合后机械搅拌30min；

(2)再称取助剂和异氰酸酯，机械搅拌30min；

(3)将上述混好的涂布液涂布在基材的一侧上，制得的扩散膜放置48H熟化。

进一步的，步骤(3)中所述基材的另一侧已涂布扩散层。

进一步的，所述步骤(3)中的涂布参数为：网纹辊号EXT-160，线速15m/min、张力6N、电晕开、刮边、正收卷方向。

本发明还提供一种扩散膜的应用，所述扩散膜用作背光模组中的下扩散膜；所述背光模组依次包括上增光膜、下增光膜、下扩散膜、导光板、白色反射膜和铁框。

为了解决扩散膜抗落球、抗划伤性能不佳的问题，在防黏连层中加入改性有机硅弹性体颗粒。改性有机硅弹性体颗粒起到抗落球、抗划伤的作用，原因如下：一是Si-O键的键能为452kj/mol，远高于C-C键的356kj/mol的键能，热稳定性好；二是Si-O键较长，Si-O-Si线性化势垒比较低，而且Si-O键比较容易旋转，Si-O-Si键角与四面体的角相比要大得多，键非常柔软，一般为螺旋结构。

本发明提供的扩散膜包括改性有机硅弹性体颗粒，使得光学膜的疏水性得以有效的提升，具有十分明显的优势。原理如下：改性有机硅弹性体分子内形成氢键作用，同时极性链段相对较短，且聚集在一起，四周被聚硅氧烷链段包围，大大的降低了弹性体表面的亲水性，从而表现出良好的疏水性。

与现有技术相比，本发明提供的扩散膜包括改性有机硅弹性体颗粒，改性有机硅弹性体粒子比聚氨酯、尼龙粒子具有明显的优势，比如提高了抗落球抗划伤性能、减少了扩散膜的吸水性、信赖性后避免了水渍的出现等效果。主要体现在以下几个方面：

1、改性有机硅弹性体颗粒比聚氨酯粒子更加柔软、更加有弹性而且不易碎，加入防黏连层后有很好的抗落球性能；与尼龙粒子相比，弹性更好、硬度更低，更加不易划伤导光板。

2、改性有机硅弹性体颗粒的使用，使得混料和使用更加容易。因为其与聚氨酯粒子相比，基本没有溶胀(在乙酸乙酯溶剂中)，可以放置时间较长，可操作性大大提高。

3、改性有机硅弹性体颗粒属于疏水性粒子，在高温高湿信赖性后，防黏连层不易产生水污，效果更佳。

附图说明

图1为本发明提供的扩散膜的抗落球性测试时的组装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步的详细阐述；特别声明，以下阐述的实施例目的在于更好的让读者理解本发明，而不对其起任何限制作用。

本发明提供的扩散膜的制备方法包括以下步骤：

(1)称取乙酸乙酯，丙烯酸树脂胶水，再称取改性有机硅弹性体，混合后机械搅拌30min；

(2)再称取助剂和异氰酸酯，机械搅拌30min；

(3)将上述混好的涂布液涂布在基材的一侧上，制得的扩散膜放置48H熟化。

进一步的，步骤(3)中所述基材的另一侧已涂布扩散层。

进一步的，步骤(3)中的涂布参数为：网纹辊号EXT-160，线速15m/min、张力6N、电晕开、刮边、正收卷方向。

本发明提供的扩散膜按照以下方法进行测试：

1、抗落球性：将熟化的成品进行落球测试，测试条件如下：使用140g亚克力球，将扩散膜组装进背光中，所述扩散模组的上增光膜上面覆盖一层保护膜，在保护膜上面放一张188μm的基材；在15cm的高度让亚克力球自由落体砸在整个背光模组上，然后点亮背光模组，观察是否有小球印痕(示意图如图1)。落球测试后无小球印痕，表明此防黏连层有很好的抗落球的性能。

图1为本发明提供的扩散膜的抗落球性测试方法的示意图，其中1为亚克力球、2为188um基材、3为保护膜、4为上增光膜、5为下增光膜、6为下扩散膜、7为导光板、8为白色反射膜。

2、抗刮伤性：将熟化后的成品进行摩擦测试，使用耐磨试验机的仪器型号为：A20-339。采用摩擦的重量为200g，摩擦距离为10cm，来回次数为10次。将扩散膜黏贴在柱上，导光板固定在台子上，使得扩散膜的防黏连层接触导光板的出光面。开始后，扩散膜来回随柱子移动，导光板不动；摩擦测试后，观察导光板的损伤情况。结果显示，导光板没有出现刮伤的现象，表明其有很好的抗划伤效果。

3、疏水性：使用接触角测量仪(型号：CA100B)，测量扩散膜的水滴角，通过角度的大小来判断亲水性和疏水性。角度越大，表明疏水性越好；角度越小，尤其是低于90度表明亲水性更好。

4、信赖性后的疏水性：将成品放入高温高湿箱中，条件为65℃、95％RH，测试时间为48H。将膜片取出后观察有无水渍，并测试水滴角大小。

实施例1

本发明提供一种扩散膜，所述扩散膜包括防黏连层，所述防黏连层包括改性有机硅弹性体颗粒。

扩散膜的制备方法如下(改性有机硅弹性体与黏结树脂的重量比例为1：50)：

(1)称取4.5kg丙烯酸酯胶水，8kg乙酸乙酯溶剂，改性有机硅弹性体粒子0.1kg，机械搅拌30min；

(2)称取助剂和异氰酸酯0.56kg，加入其中，搅拌30min；

(3)将液料上线涂布，得到扩散膜成品；然后放置48H熟化。

将熟化的成品进行落球测试，落球测试后无小球印痕，表明此防黏连层有很好的抗落球的性能。

将熟化后的成品进行摩擦测试，摩擦测试后，观察导光板的损伤情况。结果显示，导光板没有出现刮伤的现象，表明其有很好的抗划伤效果。

对实施例1中的扩散膜成品进行水滴角测试，测试后结果为119.5°。然后将成品放入高温高湿箱中，48H后拿出观察有无水渍和测试水滴角。结果发现防黏连层没有水渍，测试的水滴角为118.4°，表明有很好的疏水性。

实施例2

如实施例1提供的扩散膜，不同之处在于改性有机硅弹性体与黏结树脂的重量比例为1：75。

将熟化的成品进行落球测试，背光模组点亮后观察小球印痕的深浅程度，有轻微的印痕，结果要差于实施例1的结果。

将熟化后的成品进行摩擦测试，摩擦测试后，观察导光板的损伤情况。从导光板的划痕深浅和多少来评估，导光板出现了较为明显的划伤，结果要比实施例1的效果差。

实施例3

如实施例1提供的扩散膜，不同之处在于改性有机硅弹性体与黏结树脂的重量比例为1：10。

将熟化的成品进行落球测试，落球测试结果显示，点亮背光模组后有十分轻微的印痕，结果要差于实施例1，但是好于实施例2。

将熟化后的成品进行摩擦测试，摩擦测试后，观察导光板的损伤情况。导光板上有轻微的划痕，严重程度要比实施例1严重，比实施例2轻微。

实施例4

如实施例1提供的扩散膜，不同之处在于改性有机硅弹性体与黏结树脂的重量比例为1：60。

将熟化的成品进行落球测试，结果显示背光模组出现了十分轻微的小球印痕，结果要差于实施例1，但是好于实施例2和实施例3。

将熟化后的成品进行摩擦测试，摩擦测试后，观察导光板的损伤情况。导光板上刮伤痕迹较少，比较轻微；严重程度要重于实施例1，但好于实施例2和3。

实施例5

如实施例1提供的扩散膜，不同之处在于改性有机硅弹性体与黏结树脂的重量比例为1：30。

将熟化的成品进行落球测试，测试后结果如下：点亮背光模组后发现较为轻微的小球印痕，但好于实施例2和3，差于实施例1和4。

将熟化后的成品进行摩擦测试，摩擦测试后，观察导光板的损伤情况。导光板的损伤情况与落球测试的结果也是一致的：好于实施例2和3，但差于实施例1和4。

对比实施例1、2、3、4和5的结果，发现落球测试结果和划伤测试的比较结果都是一致的，实施例1-5提供的扩散膜的抗落球和抗刮伤性由好到差的顺序为：实施例1﹥实施例4﹥实施例5﹥实施例3﹥实施例2。

对比例1

如实施例1提供的扩散膜，不同之处在于把改性有机硅弹性体换为尼龙粒子。

将熟化的成品进行落球测试，点亮背光模组后发现出现明显的小球印痕，轻微程度介于实施例2和实施例3之间，略好于实施例2，略差于实施例3。

将熟化后的成品进行摩擦测试，摩擦测试后，观察导光板的损伤情况。导光板上有明显的划痕，严重程度比实施例1到实施例5均严重。

将对比例1中扩散膜成品测试水滴角，测试结果为108.6°；然后将其放入高温高湿箱中，待48H后取出观察防黏连层水渍情况、以及测试水滴角大小。观察后发现表层有十分轻微的水渍存在，测试水滴角为100.4°。

对比例2

如实施例2提供的扩散膜，不同之处在于把改性有机硅弹性体换为尼龙粒子。

将熟化的成品进行落球测试，结果发现点亮背光模组后有十分明显的小球印痕、痕迹颜色较深，严重程度要比对比例1更加严重。

将熟化后的成品进行摩擦测试，摩擦测试后，观察导光板的损伤情况。发现导光板上有十分明显的划痕、且划痕条数较多，严重程度比实施例1到实施例5均严重。

对比例3

如实施例3提供的扩散膜，不同之处在于把改性有机硅弹性体换为尼龙粒子。

将熟化的成品进行落球测试，，测试后点亮背光模组发现背光模组上有很明显的小球印痕，且比实施例1-5和对比例1均严重，仅比对比例2要好一点。

将熟化后的成品进行摩擦测试，摩擦测试后，观察导光板的损伤情况。发现导光板上有很严重的划痕，且划痕条数较多；严重程度排序与落球测试结果相同。

综合对比实施例1-5和对比例1-3，本发明提供的扩散膜采用改性有机硅弹性体作为防黏连层的添加粒子时，抗落球和抗划伤效果要明显好于尼龙粒子。这是因为改性有机硅弹性体要比尼龙粒子更加柔软、更加有弹性、且不易碎，因此在做落球和划伤测试时展现出良好的性能。本发明提供的扩散膜具有良好的抗落球和抗划伤性。

比较实施例1和对比例1发现，采用改性有机硅弹性体粒子，扩散膜的水滴角要大于添加尼龙粒子的扩散膜的水滴角，表明改性有机硅弹性体颗粒的加入使扩散膜具有很好的疏水性。

其中，实施例1和实施例4-5提供的扩散膜具有较好的抗落球和抗划伤性，以及良好的疏水性、信赖性后的无水渍和良好疏水性，综合性能较好。点亮背光模组后至多有较为轻微的小球印痕、导光板上刮伤痕迹较少，比较轻微。特别的，实施例1提供的扩散膜具有更好的抗落球和抗划伤性，以及更好的疏水性、信赖性后的无水渍和更好疏水性，综合性能更好：点亮背光后无小球印痕、导光板没有出现刮伤的现象；防黏连层的水滴角为119.5°，信赖性后的防黏连层没有水渍、水滴角为118.4°。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扩散膜，其特征在于，所述扩散膜包括防黏连层，所述防黏连层包括改性有机硅弹性体。

2.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，所述改性有机硅弹性体为颗粒状，所述改性有机硅弹性体颗粒的粒径≦20μm。

3.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，所述防黏连层包括黏结树脂和改性有机硅弹性体颗粒。

所述黏结树脂包括丙烯酸树脂和异氰酸酯。

4.根据权利要求3所述的扩散膜，其特征在于，所述改性有机硅弹性体颗粒与黏结树脂的重量比例为1：10-75。

5.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，所述扩散膜依次包括扩散层、基材和防黏连层。

6.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，在制备过程中，所述防黏连层先配置成涂布液，所述涂布液包括改性有机硅弹性体颗粒、丙烯酸树脂胶水、异氰酸酯、乙酸乙酯和助剂。

7.一种制备权利要求1-6中任一项所述的扩散膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)称取乙酸乙酯，丙烯酸树脂胶水，再称取改性有机硅弹性体颗粒，混合后机械搅拌30min；

(2)再称取助剂和异氰酸酯，机械搅拌30min；

(3)将上述混好的涂布液涂布在基材的一侧上，制得的扩散膜放置48H熟化。

8.根据权利要求7所述的扩散膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的涂布参数为：网纹辊号EXT-160，线速15m/min、张力6N、电晕开、刮边、正收卷方向。

9.一种权利要求1-6中任一项所述的扩散膜的应用，其特征在于，所述扩散膜用作背光模组的下扩散膜。

10.根据权利要求9所述的扩散膜的应用，其特征在于，所述扩散膜用作背光模组中的下扩散膜，所述背光模组依次包括上增光膜、下增光膜、下扩散膜、导光板、白色反射膜和铁框。