CN112630875A - 一种高雾度pop复合膜片 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种高雾度POP复合膜片，包括扩散膜、上棱镜膜、下棱镜膜以及将三者粘接为整体的第一胶粘剂层以及第二胶粘剂层；所述上棱镜膜和下棱镜膜的结构完全相同，其上均形成有多个平行设置的棱镜结构，其中，至少部分所述棱镜结构的顶部一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘。本发明通过在棱镜膜的棱镜结构的顶部设置向上竖直延伸的凸缘，可以通过凸缘刺入胶粘剂层中，避免棱镜结构的顶部进入胶粘剂层，从而可以通过凸缘的厚度控制棱镜结构的顶部被破坏的宽度，因而本发明的POP复合膜片可以获得更大的中心辉度值，因而可以通过上方的扩散膜来提高可视角，获得更高的产品雾度。
Description
技术领域
本发明涉及一种可用于光学显示领域的光学膜片，尤其涉及一种可用于诸如液晶显示器、照明系统之类的领域的光学膜片，特别涉及一种高雾度POP复合膜片。
背景技术
诸如液晶显示器、照明系统之类的领域经常需要用到各种光学复合膜片。所谓光学复合膜片简单来说是将两种或者两种以上的光学功能集中在一张膜上的多层结构的膜片。
例如，图1显示了现有技术CN 104698518 A公开的一种两层结构的POP复合膜片，包上棱镜膜100、下棱镜膜200以及将二者粘接为整体的胶粘剂层300。这种由上下两层棱镜膜复合而成的复合膜片简称POP复合膜片(Prism on Prism)。棱镜膜又称为增亮膜(Brightness Enhancement Film，BEF)，是将丙烯酸树脂等制成的棱镜结构制作在透明基材上制造而成的光学薄膜。棱镜膜的棱镜结构具有集光作用，光线经过棱镜膜的棱镜结构会向中心聚集，从而可以提高正向显示辉度，同时通过棱镜结构可以控制光线的出射角度，部分不符合角度的光线经棱镜结构折射后可以返回并被再次被利用。
POP复合膜片由于采用了两层相位角相差90度的棱镜膜，两层棱镜膜均能提升光线聚集效果，因而在横向和纵向均具备优异的增亮效果。但是由于光线被过分集中于中心，导致可视角降低，这可以通过在POP复合膜片上方搭配扩散膜来提高可视角。但是，搭配额外的膜片会大幅度牺牲膜片的亮度，这与努力提高显示辉度的趋势背道而驰。
因此，要想提高POP复合膜片的可视角度，归根结底需要提高复合膜片的辉度。研究发现，POP复合膜片相较于单独的棱镜膜，其中心辉度值会有不同程度的损失，这种损失与棱镜膜与胶粘剂层粘接复合时，棱镜结构刺入胶粘剂层被破坏的程度相关。在棱镜结构的pitch相同的情况下，棱镜结构被破坏的程度越大，复合后中心辉度值下降越大，越不利于提高POP复合膜片的辉度。CN 104698518 A中提出的一种解决方案是设置高低不同的棱镜结构，使得一部分棱镜结构的高度较低而不能刺入胶粘剂层，从而保持这部分棱镜结构的完整性，以提高复合膜片的辉度。但是这种方案的生产成本较高，设置多种不同高度棱镜结构对产品的均一性要求较高，有可能产生局部缺陷，从生产到质量都较难控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高雾度POP复合膜片，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种高雾度POP复合膜片，包括扩散膜、上棱镜膜、下棱镜膜以及将三者粘接为整体的第一胶粘剂层以及第二胶粘剂层，所述第一胶粘剂层设置在上棱镜膜和下棱镜膜之间，所述第二胶粘剂层设置在扩散膜和上棱镜膜之间；所述上棱镜膜和下棱镜膜的结构完全相同，其上均形成有多个平行设置的棱镜结构，其中，至少部分所述棱镜结构的顶部一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘。
优选地，所述凸缘的最大厚度不大于所述第一胶粘剂层或所述第二胶粘剂层的厚度的0.5倍。
优选地，所有所述棱镜结构的顶部均形成有所述凸缘。
优选地，所有所述凸缘的顶部高度相同，均大于或等于所述第一胶粘剂层或所述第二胶粘剂层的厚度。
优选地，所述长条状的凸缘中均匀设置有多个缝隙，位于所述缝隙位置的棱镜结构的顶部保持为完整的棱柱结构。
优选地，所有所述棱镜结构的顶部均形成有所述长条状的凸缘，所述长条状的凸缘中均匀设置有多个缝隙，位于所述缝隙位置的棱镜结构的顶部保持为完整的棱柱结构。
本发明通过在棱镜膜的棱镜结构的顶部设置向上竖直延伸的凸缘，可以通过凸缘刺入胶粘剂层中，避免棱镜结构的顶部进入胶粘剂层，从而可以通过凸缘的厚度控制棱镜结构的顶部被破坏的宽度，因而本发明的POP复合膜片可以获得更大的中心辉度值，因而可以通过上方的扩散膜来提高可视角，获得更高的产品雾度。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1显示的是现有技术公开的一种POP复合膜片的结构示意图；
图2显示的是现有POP复合膜片的横截面原理示意图；
图3显示的是根据本发明的一个具体实施例的POP复合膜片的横截面示意图；
图4显示的是图3所示POP复合膜片的一个棱镜膜的立体结构示意图；
图5显示的是根据本发明的另一个具体实施例的POP复合膜片的一个棱镜膜的立体结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
基于图1所示的现有技术的POP复合膜片的结构，图2显示了现有POP复合膜片的横截面原理示意图。如图2所示，该现有技术的POP复合膜片同样包括上棱镜膜100，下棱镜膜200以及将二者粘接为整体的胶粘剂层300。如图所示，当下棱镜膜200与上棱镜膜100通过胶粘剂层300粘接复合时，下棱镜膜200上的棱镜结构201的顶部会有部分刺入到胶粘剂层300中，从而导致棱镜结构201的顶部发挥不了应有的集光作用。研究表面，棱镜结构201的顶部刺入胶粘剂层300的宽度越大，棱镜结构被破坏得越严重，因而复合之后的膜片，相对于单独的棱镜膜而言，其中心辉度值会有5％～10％的损失。
在图2所示具体实施例中，假定棱镜结构201的顶角β为90度(同等条件下，该角度通常可以获得较优的中心辉度值)，胶粘剂层300的厚度为h，如果棱镜结构201的顶部穿透整个胶粘剂层300的厚度，则棱镜结构201的顶部刺入胶粘剂层300的宽度b将等于2h。可见，即便为了降低棱镜结构201被破坏的程度，将胶粘剂层300的厚度h降低到最小，但是棱镜结构201的顶部刺入胶粘剂层300的宽度b仍然会被放大到胶粘剂层300的厚度h的2倍左右，而无限降低胶粘剂层300的厚度会导致整个复合膜片的结合强度下降，这是不现实的事情。因而，现有技术的POP复合膜片由于结构原理上的固有缺陷，导致其复合之后的辉度很难得到根本性的提高。
基于现有技术的缺陷，本发明提供了一种POP复合膜片，如图3-4所示，其中，图3显示的是根据本发明的一个具体实施例的POP复合膜片的横截面示意图；图4显示的是图3所示POP复合膜片的一个棱镜膜的立体结构示意图，其中显示的棱镜膜可以是上棱镜膜100，也可以是下棱镜膜200。
参见图3-4，为了提高复合膜片的雾度，本发明在两层棱镜膜的基础上，在上方增加了一层扩散膜500。因而，图示本发明的POP复合膜片包括扩散膜500、上棱镜膜100，下棱镜膜200以及将三者粘接为整体的第一胶粘剂层310以及第二胶粘剂层410。其中，第一胶粘剂层310设置在上棱镜膜100和下棱镜膜200之间，第二胶粘剂层410设置在扩散膜500和上棱镜膜100之间。其中，上棱镜膜100和下棱镜膜200的结构可以完全相同，其上均形成有多个平行设置的棱镜结构201，只是二者摆放的角度相差90度罢了。
由于上棱镜膜100和下棱镜膜200的结构完全相同，为了简化说明便于理解，以下主要针对下棱镜膜200进行说明，本领域技术人员可以据此理解上棱镜膜100的结构和功能。
与现有技术不同的是，本发明的上棱镜膜100和下棱镜膜200的棱镜结构201的顶部一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘202，所述凸缘202的最大厚度不大于所述第一胶粘剂层310的厚度的0.5倍。
棱镜结构201可以通过常规的光固化树脂通过模具形成在基材上，同样的，凸缘202也可以在形成棱镜结构201的同时通过模具一体形成在基材上。在本发明的一个具体实施例中，所述第一胶粘剂层310的厚度为3-10μm，所述凸缘202的最大厚度为1-5μm。在本发明的另一个具体实施例中，所有棱镜结构201的顶部均形成有所述凸缘202，所有凸缘202的顶部高度相同，均大于或等于所述第一胶粘剂层310的厚度。类似的，上棱镜膜100的棱镜结构201的顶部也一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘(图3由于视角的关系，上棱镜膜100的凸缘被第二胶粘剂层410挡住了)。上棱镜膜100的凸缘的最大厚度同样不大于所述第二胶粘剂层410的厚度的0.5倍。在本发明的一个具体实施例中，所述第二胶粘剂层410的厚度为3-10μm，上棱镜膜100的凸缘的最大厚度为1-5μm。
本发明的上述结构中，当下棱镜膜200与上棱镜膜100通过第一胶粘剂层310粘接复合时，下棱镜膜200上的棱镜结构201的顶部由于存在凸缘202，因而可以通过凸缘202的高度控制棱镜结构201的顶部不会刺入到第一胶粘剂层310中，此时棱镜结构201的顶部被破坏的宽度仅仅等于凸缘202的根部厚度。从模具成型的角度来看，凸缘202的厚度通常会稍微呈楔形，以便于脱模，凸缘202的根部厚度即为凸缘202的最大厚度。因此只要控制了凸缘202的最大厚度，则无论第一胶粘剂层310的厚度为多少，均不会出现棱镜结构201的顶部被破坏的宽度大于第一胶粘剂层310的厚度的情况，相较于现有技术来说，本发明的棱镜结构可以获得更高的辉度值。
另外，由于凸缘202刺入第一胶粘剂层310的内部的时候，主要粘接的是凸缘202的侧面，相较于现有技术粘接棱镜结构的顶部来说，本发明的第一胶粘剂层310与凸缘202的侧面粘接的面积，要远大于现有技术的棱镜结构201的顶部与第一胶粘剂层310的粘接面积。因此，虽然本发明的凸缘202的最大厚度非常小，但是膜片复合之后的粘接强度却远大于现有技术，结构的稳定性更好，膜片的质量更容易控制。
依此类推，上棱镜膜100上的凸缘也具有同样的结构和技术效果。
基于图3-4显示的本发明设置凸缘202的原理，本发明还可以在此基础上进行进一步的改进。例如，图5显示的了根据本发明的另一个具体实施例的POP复合膜片的一个棱镜膜的立体结构示意图，其中显示的棱镜膜同样可以是上棱镜膜100，也可以是下棱镜膜200。
参见图5，由于凸缘202的设置，使得可以通过凸缘202的高度控制棱镜结构201的顶部不会刺入到第一胶粘剂层310(或第二胶粘剂层410)中，在这种情况下，其实并不需要所有的棱镜结构201的顶部均形成有长条状的凸缘202，只需要至少部分棱镜结构201的顶部一体形成有向上竖直延伸的凸缘202就可以了，如图所示。此时，只要控制凸缘202的高度相同且稍大于所述第一胶粘剂层310(或第二胶粘剂层410)的厚度，且凸缘202刺入第一胶粘剂层310(或第二胶粘剂层410)中之后，只要控制那些没有设置凸缘202的棱镜结构201的顶部不会刺入到第一胶粘剂层310(或第二胶粘剂层410)中，这些没有凸缘202的棱镜结构201就不会受到任何破坏，膜片复合之后这部分棱镜结构的辉度值不会发生衰减，因而可以获得更高的辉度值。
另外，如图5所示，还可以在图3-4的结构的基础上，在长条状的凸缘202中均匀设置有多个缝隙203，位于所述缝隙203位置的棱镜结构201的顶部保持为完整的棱柱结构，因而膜片复合之后，位于缝隙203位置的这部分棱镜结构的辉度值也不会发生衰减，可以进一步可以获得更高的辉度值。
另外，如果所有棱镜结构201的顶部均形成有如图4所示的长条状的凸缘202，且所有长条状的凸缘202中均匀设置多个缝隙203，则在缝隙203所在位置的光强会稍微大于没有缝隙的位置，当缝隙203均匀分布的时候，可以形成一种光强均匀间隔的状态，这种状态会掩盖图4的长条状凸缘202的制造误差所形成的缺陷，从而提升复合膜片的雾度，使得经过复合膜片调制后的光线看起来更加均匀，可以提升背光源的显示效果。
综上所述，本发明通过在棱镜膜的棱镜结构的顶部设置向上竖直延伸的凸缘，可以通过凸缘刺入胶粘剂层中，避免棱镜结构的顶部进入胶粘剂层，从而可以通过凸缘的厚度控制棱镜结构的顶部被破坏的宽度，因而本发明的POP复合膜片可以获得更大的中心辉度值，因而可以通过上方的扩散膜来提高可视角，获得更高的产品雾度。另外通过设置凸缘，使得粘接面积变大，可以获得更大的粘接强度。
为了进一步提高复合膜片的性能，在一个具体实施例中，上棱镜膜100和下棱镜膜200用于在其上形成棱镜结构201的基材，优选由添加有二氧化硅、碱土金属硅酸盐以及聚二甲基硅氧烷的PET双向拉伸而成。进一步地，在一个具体实施例中，所述基材中的二氧化硅的含量为0.3wt％～1.5wt％，碱土金属硅酸盐的含量为0.05wt％～0.5wt％，聚二甲基硅氧烷的含量为0.2wt％～1.2wt％。
PET中添加的二氧化硅可以提高基材的透光性、加工性能以及强度，同时可以与各涂层中的硅氧成分产生吸附作用，提高涂层的附着力。碱土金属硅酸盐可以降低由于基材中二氧化硅含量增高导致的热收缩性，所述碱土金属硅酸盐优选为硅酸镁或者硅酸钙，最优选为硅酸镁。聚二甲基硅氧烷可以提高聚酯中二氧化硅的分散性，避免团聚，有利于减少无机粒子的添加量，提高基材的光学性能，另外，聚二甲基硅氧烷还可以与涂层中的硅氧成分产生更强的附着力。
二氧化硅以及碱土金属硅酸盐的硅原子由于结合了聚二甲基硅氧烷的硅原子，聚二甲基硅氧烷另一端的高分子可以与聚酯的烷烃结合，有利于将二氧化硅和碱土金属硅酸盐均匀分散保持在聚酯内部。碱土金属硅酸盐中的碱土元素易于与聚酯中常用磷类化合物催化剂、稳定剂、阻燃剂等形成具有适当强度的相互作用的络合物，除了可以提高二氧化硅的分散性之外，还可以提高二氧化硅以及碱土金属硅酸盐在聚酯中的结合力，有利于提高基材的光线透过率。另外如前所述，硅酸镁或硅酸钙之类的碱土金属硅酸盐的加入，可以降低基材的收缩率，尤其适用于添加到光学领域基材之中，有利于提高基膜的光学性能。
需要提及的是，由于二氧化硅的添加，制得的基材的收缩率会发生较为明显的变化，对于热收缩薄膜是相当有利的。然而对于本发明的基材来说，要求薄膜的收缩率保持较低的水平，以提高基材的耐热性能。本发明中，通过硅酸盐成分与二氧化硅的结合，一方面提高分散性，另一方面利用碱土金属降低添加了二氧化硅的薄膜的收缩率，进而提高薄膜的光学性能和耐热性能。
在一个优选实施例中，PET中添加的二氧化硅优选采用二氧化硅气凝胶。二氧化硅气凝胶是一种具有多孔、无序、具有纳米量级连续网络结构的低密度二氧化硅气凝胶，比表面积比普通二氧化硅大很多，用现有技术的磷酸酯偶联剂、硅烷偶联剂(例如乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷等)比普通二氧化硅更加难以分散。由于密度非常低，很容易漂浮，无法分散到聚酯内部。气凝胶的多孔结构可以通过聚二甲基硅氧烷产生强大的结合力，增大了气凝胶的密度，可以使气凝胶沉入聚酯内部。碱土金属硅酸盐的比表面积也很大，疏松多孔特性与气凝胶类似，但是分散性却较好，利用碱土金属硅酸盐的硅元素成分与气凝胶产生的吸附，可以提高气凝胶的分散性，避免团聚。
添加有二氧化硅或二氧化硅气凝胶、碱土金属硅酸盐以及聚二甲基硅氧烷的基材，其粘度相对本体聚酯变化很小，有利于保持基材参数的稳定性；还可降低抗粘连粒子的用量；提高了基材的加工性能、拉伸强度、透光率和阻燃性能。另外也可以改善基材的光泽度、耐磨、耐高温、隔热性能。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (6)
1.一种高雾度POP复合膜片，包括扩散膜(500)、上棱镜膜(100)、下棱镜膜(200)以及将三者粘接为整体的第一胶粘剂层(310)以及第二胶粘剂层(410)，所述第一胶粘剂层(310)设置在上棱镜膜(100)和下棱镜膜(200)之间，所述第二胶粘剂层(410)设置在扩散膜(500)和上棱镜膜(100)之间；所述上棱镜膜(100)和下棱镜膜(200)的结构完全相同，其上均形成有多个平行设置的棱镜结构(201)，其特征在于，至少部分所述棱镜结构(201)的顶部一体形成有向上竖直延伸的长条状的凸缘(202)。
2.如权利要求1所述的POP复合膜片，其特征在于，所述凸缘(202)的最大厚度不大于所述第一胶粘剂层(310)或所述第二胶粘剂层(410)的厚度的0.5倍。
3.如权利要求1-2之一所述的POP复合膜片，其特征在于，所有所述棱镜结构(201)的顶部均形成有所述凸缘(202)。
4.如权利要求1-3之一所述的POP复合膜片，其特征在于，所有所述凸缘(202)的顶部高度相同，均大于或等于所述第一胶粘剂层(310)或所述第二胶粘剂层(410)的厚度。
5.如权利要求1-4之一所述的POP复合膜片，其特征在于，所述长条状的凸缘(202)中均匀设置有多个缝隙(203)，位于所述缝隙(203)位置的棱镜结构(201)的顶部保持为完整的棱柱结构。
6.如权利要求1-2之一所述的POP复合膜片，其特征在于，所有所述棱镜结构(201)的顶部均形成有所述长条状的凸缘(202)，所述长条状的凸缘(202)中均匀设置有多个缝隙(203)，位于所述缝隙(203)位置的棱镜结构(201)的顶部保持为完整的棱柱结构。
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