CN111421936A - 一种ito镀膜用反射率匹配硬化膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，包括顺次设置的保护膜层I、高折射率硬化涂层、PET基膜层、低折射率硬化涂层、保护膜层II，其中：高折射率硬化涂层与低折射率硬化涂层之间的折射率关系为n高涂层/n低涂层≈1.1‑1.3。本发明的硬化膜具有更高的稳定性和附着性，并且通过设置的推动折射率的两层涂层而获得良好的低光反射率，能有效满足电子产品的显示性能需要。
Description
技术领域
本发明涉及电子显示设备的保护膜，特别是一种ITO镀膜用反射率匹配硬化膜。
背景技术
在现代光学薄膜生产中，减反射膜是应用最广、产量最大的一种光学薄膜，在没有使用减反射膜的情况下，由于光的反射损失或是基片的高“眩光”作用，使许多仪器不能正常工作。除了传统的照相器材和观测仪器以外，博物馆、展览馆、商店的橱窗展台以及太阳能玻璃等都会用到减反射玻璃。近年来，随着人们对汽车玻璃要求的越来越高，减反射玻璃在汽车玻璃上也日益得到广泛应用，如用于减少仪表等表盘在前挡的反射，以及提高前挡的透光性，增加其安全性。
减反射镀膜玻璃是采用特殊工艺处理方法，在优质玻璃表面镀制减反射膜，使得膜层前后表面产生的反射光互相干涉，从而抵消了反射光和增加透射光的强度，使玻璃表面具有低反射和高透射性能。最简单的减反射膜是单层膜，它是镀在玻璃表面上的一层折射率较低的薄膜。如果膜层的光学厚度是某一光线波长的四分之一，该光线经过膜层上、下两面的反射光就会发生相消干涉，当选择适当折射率的膜层时，玻璃表面的反射光就可以完全消除。目前在玻璃上制备的单层膜的材料主要是MgF2或多孔SiO2。采用真空法制备的MgF2，需要对衬底进行加热，且蒸发制备的MgF2，大面积镀膜时均匀性不好，易出现色差。溶胶凝胶法制备的SiO2，如美国专利US6572990所述，其耐磨性不足，且膜层上的尘土不易除去。最重要的是要增透的光往往不是单色的，而是具有一定的频宽，而单层膜只对某一波长的单色光有完全增透的作用，所以采用单层增透膜很难实现零反射，色中性差。
为了在更大的波段范围内实现减反射，往往需要在玻璃表面上镀制双层、三层甚至更多层数的减反射膜。在传统的减反射复合膜层的一般设计中，通常是在玻璃表面交替叠加高折射率层和低折射率层，通过匹配每层膜间折射率系数和膜厚，使入射光线在膜层间通过时遵循设定的合理光路发生干涉，从而达到减反射的目的。
在电脑、智能手机等领域当中，显示屏画面遇光线照射尤其外界强光时会产生镜面反射，原本显示的画面和由外界映入的光、景等重叠，画面能见度大大降低，影响显示画面的观赏效果。目前解决此现象的较好方法是对显示屏进行防反射处理或在屏幕外侧使用防反射膜，所采用的技术基本如前所述。当然前述技术中都存在工艺复杂，特别是多层镀膜工艺需要严格控制膜层的厚度和层数——这会极大地影响生产效率和成本，镀膜膜层的强度低，使用寿命低，易在长期连续使用中遭受损失等的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，具有更高的稳定性和附着性，并且通过设置的推动折射率的两层涂层而获得良好的低光反射率，能有效满足电子产品的显示性能需要。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，包括顺次设置的保护膜层I、高折射率硬化涂层、PET基膜层、低折射率硬化涂层、保护膜层II，其中：高折射率硬化涂层与低折射率硬化涂层之间的关系即折射率之比n高涂层/n低涂层≈1.1-1.3。
防反射原理：①控制功能性涂层的折射率*厚度＝(1/4*入射光波长)奇数倍，获得干涉消光效果，可使光线反射率达到最小值。一般入射光波长取可见光中心波长550nm.②当光束接近正入射(入射角θ约等于0)时，反射率计算公式是：R＝(n1-n2)^2/(n1+n2)^2，其中n1,n2分别是两种介质的真实折射率(即相对于真空的折射率)。本专利设计采用主流的双层防反射技术，则反射率R＝(n空-n低^2/N1)^2/(n空-n低涂层^2/N1)^2，其中n空＝1为空气介质折射率。N1＝n高涂层^2/n基材，为使反射率达到最小，各层折射率应满足，n基材＝(n高涂层/n低涂层)^2，即n高涂层/n低涂层≈1.1-1.3(基材为光学级PET膜，折射率一般为1.65)。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的一种改进，低折射率硬化涂层和/或高折射率硬化涂层的厚度为50～80nm。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的一种改进，低折射率硬化涂层的折射率为1.38～1.45。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的一种改进，高折射率硬化涂层的折射率为1.50～1.75。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的一种改进，PET基膜层厚度为光学级PET材料，厚度50-150微米，折射率为1.60～1.65。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的一种改进，保护膜层I是带胶保护膜，其包括PET基材以及胶层，所述胶层形成于PET基材上远离高折射率硬化涂层的一侧。保护膜层I厚度50-100μm，剥离力5-10gf/25mm，所述保护膜层I的PET保护膜层为亚克力型压敏胶PET保护膜或聚氨酯型压敏胶PET保护膜。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的一种改进，保护膜层Ⅱ是带胶保护膜，其包括PET基材以及胶层，所述胶层形成于PET基材上远离低折射率硬化涂层的一侧。保护膜层Ⅱ厚度50-100μm，剥离力5-10gf/25mm，所述保护膜层Ⅱ的PET保护膜层为亚克力型压敏胶PET保护膜或聚氨酯型压敏胶PET保护膜。
低折射率硬化涂层，包括(质量分数)UV固化树脂40％～60％，活性稀释剂5％～10％，光引发剂0.1％～0.8％和有机溶剂33％～50％；UV固化树脂为折射率在1.38～1.75范围的中折射率UV固化树脂，为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯中的一种或几种；活性稀释剂为季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯的一种或几种；光引发剂为1173,184,907，TPO的一种或几种；溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚的一种或几种。
高折射率硬化涂层，包括(质量分数)UV固化树脂40％～60％，活性稀释剂5％～10％，光引发剂0.1％～0.8％和有机溶剂33％～50％；UV固化树脂为折射率在1.38～1.75范围的中折射率UV固化树脂，为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯中的一种或几种；活性稀释剂为季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯的一种或几种；光引发剂为1173,184,907，TPO的一种或几种；溶剂为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚的一种或几种。这里需要注意的是，由于两种涂层的性能也较为接近，故而其实际是在基本组分相同的基础上对相应成分进行适当的调配即可，前述配方表达基本相同并不影响相应产品的性能。
这里的低折射率硬化涂层和高折射率满足，n基材＝(n高涂层/n低涂层)^2，即n高涂层/n低涂层≈1.1-1.3(基材为光学级PET膜，折射率一般为1.65)，从而获得最好的反射效果。
此外每层折射率功能性涂层的折射率*厚度＝(1/4*入射光波长)奇数倍，获得干涉消光效果，可使光线反射率达到最小值。取入射光波长取可见光中心波长550nm，则应控制涂层的折射率*厚度为137.5nm的奇数倍，建议选择涂层厚度50～80nm；PET基膜层厚度为50-150微米。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的一种改进，保护膜层I是带胶保护膜，其包括PET基材以及胶层，所述胶层形成于PET基材上远离高折射率硬化涂层的一侧。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的一种改进，保护膜层I为PET保护膜层，保护膜层I厚度50-100μm，剥离力5-10gf/25mm，所述保护膜层I的PET保护膜层为亚克力型压敏胶PET保护膜或聚氨酯型压敏胶PET保护膜。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的一种改进，PET基膜层厚度为光学级PET材料，厚度50-150微米，折射率为1.60～1.65。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的一种改进，保护膜层Ⅱ是带胶保护膜，其包括PET基材以及胶层，所述胶层形成于PET基材上远离低折射率硬化涂层的一侧。
本发明公开的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的一种改进，保护膜层Ⅱ为PET保护膜层，保护膜层Ⅱ厚度50-100μm，剥离力5-10gf/25mm，所述保护膜层Ⅱ的PET保护膜层为亚克力型压敏胶PET保护膜或聚氨酯型压敏胶PET保护膜。
低折射率硬化涂层和高折射率硬化涂层主要组分均为高亲水性聚氨酯聚合物，涂层折射率1.38～1.75，两种涂层厚度均为50～80nm(纳米级别)；PET基膜层厚度100μm、透过率≥95％、雾度0.5％～1.0％；微凹涂布后制成的产品性能透过率≥94％、雾度≤1.0％、抗反射率≤2％。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
选择PET膜作为基底层，从光学性能、热性能、力学性能、生产成本对比分析，PET膜的综合优势突出，基本可以覆盖市场需求。TAC膜透光率可达93％以上是理想材料，但目前国产化仍在进行中、品质稳定性、价格下降空间有限；COP膜目前问题在于价格约为TAC三倍而未能普及。
现有配方技术可满足50μm、75μm、100μm、125μm规格品种的需求，满足通信设备“减薄、轻薄”的需求。
该配方技术生产的硬化膜全光透过率≥94％，雾度≤1％，抗反射率1.1％左右，低彩虹纹，表面接触角≥105°，附着力5B，穿透色相a*-0.2±0.5，穿透色相b*-0.31±0.5，基本满足应用。
附图说明
图1、本发明的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的结构示意图；
图2、本发明的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜的制备工艺示意图。
具体实施方式
下面具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图2所示的情形，本发明的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜制备工艺流程如下：高折射率硬化液配制(热固型树脂)→物料分散(高速搅拌、涂布液粒径纳米级别)→涂布液过滤(4μm过滤芯、排除外界杂质)→PET基材供片→微凹涂布50～80nm(光学厚度仪在线测试)→干燥、固化成膜(温度：60/80/90/110/110/120/100)→保护膜I贴合保护涂层面→收卷→重复以上步骤、涂布另一面，另一面为低折射率硬化涂层(重复步骤如上)。通过上述工艺从而获得了具有如图1所示结构的硬化膜：保护膜层I1、高折射率硬化涂层2、PET基膜层3、低折射率硬化涂层4、保护膜层II5。
实施例1
本实施例的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，包括顺次设置的保护膜层I、高折射率硬化涂层、PET基膜层、低折射率硬化涂层、保护膜层II，其中：高折射率硬化涂层与低折射率硬化涂层之间的折射率关系为n高涂层/n低涂层≈1.1-1.3。其中保护膜层I和保护膜层II均采用厚度为60μm，5～10gf/25mm的亚克力型压敏胶PET保护膜。
需要注意的是，其中硬化涂层可以采用，其中，低折射率硬化涂层是一种UV固化树脂涂层，采用40％聚氨酯丙烯酸酯、7％季戊四醇三丙烯酸酯与0.2％TPO，其余以甲苯为溶剂形成胶液。高折射率硬化涂层是一种UV固化树脂涂层，采用45％聚氨酯丙烯酸酯、5％季戊四醇三丙烯酸酯与0.1％TPO，其余以乙酸乙酯为溶剂形成胶液。低折射率硬化涂层与高折射率硬化涂层的厚度均为50微米。两个涂层的胶液均经过分散、过滤、涂布、干燥固化后获得硬化涂层。其中干燥时对干燥温度的区间控制，由第一区段至第七区段分别为(每一区段的温度波动小于5℃)：60℃、80℃、90℃、110℃、110℃、120℃、100℃。
实施例2
本实施例的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，包括顺次设置的保护膜层I、高折射率硬化涂层、PET基膜层、低折射率硬化涂层、保护膜层II，其中：高折射率硬化涂层与低折射率硬化涂层之间的折射率关系为n高涂层/n低涂层≈1.1-1.3。低折射率硬化涂层与高折射率硬化涂层的厚度均为75微米。其中保护膜层I和保护膜层II均采用厚度为60μm，5～10gf/25mm的亚克力型压敏胶PET保护膜。
低折射率硬化涂层是一种UV固化树脂涂层，采用50％环氧丙烯酸酯、5％季戊四醇四丙烯酸酯与0.8％光引发剂907，其余以乙酸丁酯为溶剂形成胶液。高折射率硬化涂层是一种UV固化树脂涂层，采用55％聚氨酯丙烯酸酯、5％季戊四醇三丙烯酸酯与0.1％TPO，其余以二甲苯为溶剂形成胶液。两个涂层的胶液均经过分散、过滤、涂布、干燥固化后获得硬化涂层。其中干燥时对干燥温度的区间控制，由第一区段至第七区段分别为(每一区段的温度波动小于5℃)：60℃、80℃、90℃、110℃、110℃、120℃、100℃。
实施例3
本实施例的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，包括顺次设置的保护膜层I、高折射率硬化涂层、PET基膜层、低折射率硬化涂层、保护膜层II，其中：高折射率硬化涂层与低折射率硬化涂层之间的折射率关系为n高涂层/n低涂层≈1.1-1.3。其中保护膜层I和保护膜层II均采用厚度为60μm，5～10gf/25mm的亚克力型压敏胶PET保护膜。
需要注意的是，其中硬化涂层可以采用，其中，低折射率硬化涂层是一种UV固化树脂涂层，采用60％聚酯丙烯酸酯、8％双季戊四醇五丙烯酸酯与0.6％光引发剂184，其余以丙二醇甲醚为溶剂形成胶液。高折射率硬化涂层是一种UV固化树脂涂层，采用60％聚氨酯丙烯酸酯、10％季戊四醇三丙烯酸酯与0.8％TPO，其余以丙二醇丁醚为溶剂形成胶液。低折射率硬化涂层与高折射率硬化涂层的厚度均为100微米。两个涂层的胶液均经过分散、过滤、涂布、干燥固化后获得硬化涂层。其中干燥时对干燥温度的区间控制，由第一区段至第七区段分别为(每一区段的温度波动小于5℃)：60℃、80℃、90℃、110℃、110℃、120℃、100℃。
实施例4
本实施例的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，包括顺次设置的保护膜层I、高折射率硬化涂层、PET基膜层、低折射率硬化涂层、保护膜层II，其中：高折射率硬化涂层与低折射率硬化涂层之间的折射率关系为n高涂层/n低涂层≈1.1-1.3。其中保护膜层I和保护膜层II均采用厚度为60μm，5～10gf/25mm的亚克力型压敏胶PET保护膜。
需要注意的是，其中硬化涂层可以采用，其中，低折射率硬化涂层是一种UV固化树脂涂层，采用55％聚氨酯丙烯酸酯、10％双季戊四醇六丙烯酸酯与0.3％光引发剂1173，其余以丙二醇丁醚为溶剂形成胶液。高折射率硬化涂层是一种UV固化树脂涂层，采用53％聚氨酯丙烯酸酯、8％季戊四醇三丙烯酸酯与0.4％TPO，其余以甲苯为溶剂形成胶液。低折射率硬化涂层与高折射率硬化涂层的厚度均为125微米。两个涂层的胶液均经过分散、过滤、涂布、干燥固化后获得硬化涂层。其中干燥时对干燥温度的区间控制，由第一区段至第七区段分别为(每一区段的温度波动小于5℃)：60℃、80℃、90℃、110℃、110℃、120℃、100℃。
在上述实施例方案中，高折射率硬化涂层和低折射率硬化涂层制备时采用的溶剂还可以为甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚及其混合物。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，包括顺次设置的保护膜层I、高折射率硬化涂层、PET基膜层、低折射率硬化涂层、保护膜层II，其中：高折射率硬化涂层与低折射率硬化涂层之间的折射率之比n高涂层/n低涂层≈1.1-1.3。
2.根据权利要求1所述的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，其特征在于，所述低折射率硬化涂层和/或高折射率硬化涂层的厚度为50～80nm。
3.根据权利要求1或2所述的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，其特征在于，所述低折射率硬化涂层的折射率为1.38～1.45。
4.根据权利要求1或2所述的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，其特征在于，所述高折射率硬化涂层的折射率为1.50～1.75。
5.根据权利要求1所述的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，其特征在于，所述保护膜层I是带胶保护膜，其包括PET基材以及胶层，所述胶层形成于PET基材上远离低折射率硬化涂层的一侧。
6.根据权利要求6所述的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，其特征在于，所述PET基膜层厚度为80-120微米。
7.根据权利要求5或6所述的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，其特征在于，所述保护膜层I为PET保护膜层，所述保护膜层I的PET保护膜层为亚克力型压敏胶PET保护膜或聚氨酯型压敏胶PET保护膜。
8.根据权利要求1所述的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，其特征在于，所述保护膜层II为PET保护膜层，所述保护膜层II的PET保护膜层为亚克力型压敏胶PET保护膜或聚氨酯型压敏胶PET保护膜。
9.根据权利要求7所述的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，其特征在于，所述保护膜层I厚度50-100μm，剥离力5-10gf/25mm。
10.根据权利要求8所述的ITO镀膜用反射率匹配硬化膜，其特征在于，所述保护膜层II厚度50-100μm，剥离力5-10gf/25mm。
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