CN110596800A - 用于光扩散膜的基膜、光扩散膜、显示装置及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种用于光扩散膜的基膜，所述基膜具有：透明聚合物层，所述透明聚合物层具有多个纳米微孔；和填充在所述多个纳米微孔中的液晶。本公开还提供了光扩散膜、显示器件、及它们的制备方法。

Description

用于光扩散膜的基膜、光扩散膜、显示装置及其制备方法

技术领域

本公开涉及光扩散膜领域，具体涉及一种用于光扩散膜的基膜、光扩散膜、显示装置及其制备方法。

背景技术

当前，在使用背光模组的显示装置中，利用光扩散膜使背光模组发出的光更加均匀。光扩散膜的结构通常为双层结构，包括基膜和在基膜表面上形成的光扩散层。

已使用透明聚合物如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)系材料作为光扩散膜的基膜。然而，透明聚合物基膜具有易于发生曲翘的特性，从而影响显示效果。

此外，在光扩散膜的基膜材质确定后，其光线透过率也就确定。无法根据实际显示的需求进行调控。

对于用于光扩散膜的基膜，仍存在着改进的要求。

发明内容

在一个方面，本公开提供一种用于光扩散膜的基膜，所述基膜包括：

透明聚合物层，所述透明聚合物层具有多个纳米微孔；和

填充在所述多个纳米微孔中的液晶。

可选地，所述透明聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯系材料。

可选地，所述纳米微孔的孔径在50-100范围内。

可选地，所述基膜中所述纳米微孔的孔隙率在10-50％范围内。

在另一个方面，本公开提供一种用于使显示装置中的光源发出的光均匀化的光扩散膜，所述光扩散膜包括：

如前所述的基膜；

在所述基膜一侧的光扩散层；和

在所述基膜另一侧的透明印刷电路层。

可选地，所述光扩散层是二氧化硅粒子或微棱镜。

可选地，所述光扩散膜还包括透明的电路保护涂层。

可选地，所述光扩散膜还包括在所述透明的电路保护涂层上的透明胶粘剂层。

在又一个方面，本公开提供一种显示装置，所述显示装置包括显示面板、背光源和如前所述的光扩散膜。

在再一个方面，本公开提供一种制备如前所述的基膜的方法，所述方法包括：

使用粒子轰击透明聚合物层，任选地使用碱溶液腐蚀受到轰击后的所述透明聚合物层，以形成多个纳米微孔；

向所述多个纳米微孔填充液晶。

可选地，所述碱溶液为NaOH溶液。

在再另一个方面，本公开提供一种制备用于使显示装置中的光源发出的光均匀化的光扩散膜的方法，所述方法包括：

通过上述方法制备基膜；

在所述基膜的一侧形成光扩散层；以及

在所述基膜的另一侧形成透明印刷电路层。

可选地，所述透明聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯系材料，并且

通过沉积二氧化硅粒子或形成二氧化硅微棱镜，形成所述光扩散层。

附图说明

图1示意性示出了本公开的一个实施方案的方法。

图2示出了本公开的一个实施方案的光扩散膜。

图3示意性示出了本公开的另一个实施方案的光扩散膜。

图4示意性示出了本公开的另一个实施方案的光扩散膜与背光源的配合方式。

具体实施方式

光扩散膜典型地由透明的聚合物基膜和在聚合物基膜上的透明光扩散层组成。聚合物基膜主要用于支持光扩散层。光扩散层通常是由具有特定折射率的透明材料制成的微结构，例如颗粒状透明材料层。在当前的光扩散膜领域，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜是常用的透明聚合物基膜。

然而，这种光扩散膜的一个特性是容易发生曲翘，进而会影响显示效果。

本公开提出了一种用于光扩散膜的基膜，所述基膜包括：

透明聚合物层，所述透明聚合物层具有多个纳米微孔；和

填充在所述多个纳米微孔中的液晶。

本公开的基膜包括具有多个纳米微孔的透明聚合物层。本公开的发明人发现，通过在透明聚合物层中引入纳米微孔，可以有效防止基膜的曲翘。不依赖于任何理论，这可能是由于纳米微孔的存在从物理上对透明聚合物层进行了微观破坏，从而降低了透明聚合物层中分子间的范德华力，由此防止了曲翘。这样，由本公开的基膜制备的光扩散层不易曲翘，并且最终获得良好的显示效果。

本公开的基膜主体材料可以为任何合适的透明聚合物。从显示性能的角度出发，透明聚合物的透光性越高越好。在本公开中，常使用聚对苯二甲酸乙二醇系材料作为基膜主体材料的实例进行说明。聚对苯二甲酸乙二醇酯系材料指的是基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的材料，可以包括各种分子量的聚对苯二甲酸乙二醇酯和改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯。PET系材料由于其高透光性，目前已用于常规光扩散膜的制备。PET系材料是优选的基膜主体材料。本公开对于PET系材料的具体性质没有特别规定，只要其适合用于支持光扩散层即可。

纳米微孔是在透明聚合物层中的纳米级别的微孔。微孔可以是通孔或不是通孔。纳米微孔在本公开中具有两个作用，一是如上所述防止基膜的曲翘，二是用于容纳下文详述的液晶。

纳米微孔中填充有液晶。液晶一方面补足纳米微孔的空间，一方面赋予基膜可变的光透过率。

众所周知，液晶材料可以在电场作用下发生转向，改变光学性质。因此，液晶可以在电场的作用下进行光的开关。液晶可以分为向列型(nematic)液晶、近晶相(smectic)液晶、胆甾型(cholesteric)液晶等。当液晶填充在纳米微孔中时，可以使得基膜的光透射率与纯透明聚合物层不同，而且还可以通过外加电场进一步实时调节基膜的光透射率。优选使用胆甾型液晶。

纳米微孔的孔径可以在50-100微米范围内。若孔径低于50微米，液晶填充及光调制效果较差；若孔径大于100微米，液晶模组可能出现颗粒感，影响画面显示效果。

纳米微孔的孔隙率可以在10-50％范围内。此范围的优点是。孔隙率在一定程度上决定了基膜中液晶的含量。孔隙率低于10％时，液晶对曲翘和透光率的改进效果不明显；孔隙率高于50％时，将不利于在光扩散膜中形成扩散层。

本公开的用于光扩散膜的基膜不会发生曲翘，并且光透射率可以调节。

本公开还提供了一种用于使显示装置中的光源发出的光均匀化的光扩散膜，所述光扩散膜包括：

如前所述的基膜；

在所述基膜一侧的光扩散层；和

在所述基膜另一侧的透明印刷电路层。

光扩散层的功能是将背光源发出的光均匀散射。光扩散层位于基膜的一侧，并且安装在背光模组中时位于基膜的与背光源相反的一侧。当背光源发出的光从光扩散层射出时，变得更加均匀。

光扩散层由透明材料制成，并且具有特定的微结构。例如，光扩散层可以是粒子或微棱镜。

透明印刷电路层用于对基膜施加电场，以调节基膜中的液晶的光透过率。

光扩散层可以是二氧化硅粒子或微棱镜。二氧化硅易于形成光扩散层，并且与聚对苯二甲酸乙二醇酯系基材在光学和机械性能上配合较好。

光扩散膜还可以包括透明的电路保护涂层。透明的电路保护涂层用于保护电路。

光扩散膜中还可以包括透明胶粘剂层，只要不影响光扩散效果即可。透明胶粘剂层用于将光扩散膜组装至背光模组。为了便于储存，透明胶粘剂剂层上还可覆盖离型层。

本公开还提供了一种显示装置，所述显示装置包括显示面板、背光源和如前所述的光扩散膜。

光扩散膜与背光源的合作使用是本领域已知的。例如，可以在扩散膜的与光扩散层相反的一侧上设置导光板和底反射片，并且使背光源发出的光从导光板侧面入射，并最终从光扩散膜的光扩散层一侧均匀射出。

本公开还提供了一种制备如前所述的基膜的方法，所述方法包括：

使用粒子轰击聚对苯二甲酸乙二醇酯系材料层，任选地使用碱溶液腐蚀受到轰击后的所述聚对苯二甲酸乙二醇酯系材料层，以形成多个纳米微孔；

向所述多个纳米微孔填充液晶。

本公开采用机械手段或机械与化学手段相结合的方法，在透明聚合物层中形成纳米微孔。

可以使用纯机械手段形成纳米微孔。具体地，使用高速气体或爆炸将粒子加速，得到高速粒子，并使用高速粒子轰击透明聚合物层，在透明聚合物层中形成纳米微孔。

本公开的粒子是可以对透明聚合物层造成微损伤的微小颗粒。可以使用的粒子包括二氧化硅粒子等高硬度的微粒。粒子的合适尺寸与其轰击速度和所需得到的微孔大小有关，在此不做特别的限定。

备选地，首先使用高速气体或爆炸将粒子加速得到高速粒子轰击透明聚合物层，在透明聚合物层上形成亚纳米级别的微凹坑。随后，使用碱溶液对具有微凹坑的透明聚合物层进行处理。透明聚合物层不耐强碱。当用碱溶液处理透明聚合物层时，在微凹坑处腐蚀速度会高于平坦表面，并且进而形成纳米微孔。优选地，碱溶液为NaOH溶液。

纳米微孔的形成破坏了聚对苯二甲酸乙二醇酯分子间的范德华力，使得聚对苯二甲酸乙二醇酯系材料膜不发生曲翘。

最后，以合适方式向纳米微孔填充液晶。填充方法的实例可以为滴下法。

本公开还提供一种制备用于使显示装置中的光源发出的光均匀化的光扩散膜的方法，所述方法包括：通过上述方法制备基膜；在所述基膜的一侧形成光扩散层；以及在所述基膜的另一侧形成透明印刷电路层。

通过上述方法，即形成上述光扩散膜。可以用常规方式在聚合物层上印刷透明电路，并可以通过常规方式在基膜上形成光扩散层。

优选地，所述透明聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯系材料，并且通过沉积二氧化硅粒子或形成二氧化硅微棱镜，形成所述光扩散层。二氧化硅易于形成光扩散层，并且与聚对苯二甲酸乙二醇酯系基材在光学和机械性能上配合较好。

以下通过附图和实施例进一步说明本公开的技术方案。

图1示意性示出了本公开的一个实施方案的方法。首先，提供聚对苯二甲酸乙二醇酯层。对聚对苯二甲酸乙二醇酯层进行粒子轰击，得到带纳米微孔的聚对苯二甲酸乙二醇酯层。向带纳米微孔的聚对苯二甲酸乙二醇酯层中填充液晶材料，并涂覆上下保护涂层。随后，在一侧印刷透明电路。在透明电路下涂布下保护涂层。并且在聚对苯二甲酸乙二醇酯层的相反侧涂布上扩散粒子。由此，制成了光扩散层。

图2示出了本公开的一个实施方案的光扩散膜。其中，光扩散层由二氧化硅扩散粒子构成。

图3示意性示出了本公开的另一个实施方案的光扩散膜。其中，光扩散层由二氧化硅微棱镜构成。

图4示意性示出了本公开的另一个实施方案的光扩散膜与背光源的配合方式。LED背光源从侧面入射，经导光板和底反射片的作用，穿过光扩散膜，即依次通过透明印刷电路层、聚对苯二甲酸乙二醇酯基膜层、光扩散层，最终均匀射出。

实施例

用于光扩散膜的聚对苯二甲酸乙二醇酯基膜的制备

本实施例使用PET膜，尺寸为400mm x700mm(实验小样)，厚度为0.05mm。

将该聚对苯二甲酸乙二醇酯系膜置于轰击装置中。使用二氧化硅粒子，以高压气体加速粒子轰击聚对苯二甲酸乙二醇酯系膜。

轰击后，将聚对苯二甲酸乙二醇酯系膜置于氢氧化钠溶液中进行腐蚀。

将腐蚀后的聚对苯二甲酸乙二醇酯系膜用等离子水洗涤数次，干燥。

随后，以滴下法，将液晶填充到纳米微孔中。

向填充好液晶的聚对苯二甲酸乙二醇酯系膜的两侧涂布保护涂层并干燥。

由此，制得了基膜。

光扩散膜的制备

在制得的基膜的一侧，沉积二氧化硅粒子层作为光扩散层。

在制得的基膜的另一侧，印刷透明印刷电路层。透明印刷电路层设计为可以对基膜中的液晶的施加电压。

在透明印刷电路层上覆盖保护背涂膜。之后，再覆盖一层背涂胶层，用于与背光模组粘合。

由此，制得了光扩散膜。

显示装置的制备和性能

将制得的光扩散膜及光学棱镜膜组装到背光模组中，即制成背光源装置。

以大理石平台+塞规测试的方式，测量了光扩散膜的耐曲翘性。耐曲翘性为：波浪状曲翘最大幅度小于0.4mm。与之相比，一般的聚对苯二甲酸乙二醇酯光扩散膜的耐曲翘性为0.5mm-1mm。

通过光扩散膜中的透明电路对基膜施加电压，发现光透过率发生了改变。

本公开的技术方案的有益效果包括但不限于：1.纳米微孔处理聚对苯二甲酸乙二醇酯，通过物理方法破坏聚对苯二甲酸乙二醇酯分子间的范德瓦尔力，使扩散膜不易曲翘；2.纳米微孔填入液晶，再配合印刷的透明电路，使扩散的透过率能在电压的控制下实现整体可控；3.相较于目前的液晶显示屏，纳米微孔扩散膜能使显示画面根据实际显示需求进行亮度调整，显示屏能实现更高的对比度。

显然，本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种用于光扩散膜的基膜，所述基膜包括：

透明聚合物层，所述透明聚合物层具有多个纳米微孔；和

填充在所述多个纳米微孔中的液晶。

2.根据权利要求1所述的基膜，其中，所述透明聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯系材料。

3.根据权利要求1所述的基膜，其中，所述纳米微孔的孔径在50-100微米范围内。

4.根据权利要求1所述的基膜，其中，所述基膜中所述纳米微孔的孔隙率在10-50％范围内。

5.一种用于使显示装置中的光源发出的光均匀化的光扩散膜，所述光扩散膜包括：

根据权利要求1所述的基膜；

在所述基膜一侧的光扩散层；和

在所述基膜另一侧的透明印刷电路层。

6.根据权利要求5所述的光扩散膜，其中，

所述光扩散层是二氧化硅粒子或微棱镜。

7.根据权利要求5所述的光扩散膜，其中，所述光扩散膜还包括透明的电路保护涂层。

8.根据权利要求7所述的光扩散膜，其中，所述光扩散膜还包括在所述透明的电路保护涂层上的透明胶粘剂层。

9.一种显示装置，所述显示装置包括显示面板、背光源和根据权利要求5所述的光扩散膜。

10.一种制备权利要求1所述的基膜的方法，所述方法包括：

使用粒子轰击透明聚合物层，任选地使用碱溶液腐蚀受到轰击后的所述透明聚合物层，以形成多个纳米微孔；

向所述多个纳米微孔填充液晶。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述碱溶液为NaOH溶液。

12.一种制备用于使显示装置中的光源发出的光均匀化的光扩散膜的方法，所述方法包括：

通过权利要求10所述的方法制备基膜；

在所述基膜的一侧形成光扩散层；以及

在所述基膜的另一侧形成透明印刷电路层。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，

所述透明聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯系材料，并且

通过沉积二氧化硅粒子或形成二氧化硅微棱镜，形成所述光扩散层。