CN113156571B - 一种防蓝光导光板及其制备方法，以及背光模组和液晶显示器面板 - Google Patents

一种防蓝光导光板及其制备方法，以及背光模组和液晶显示器面板 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种防蓝光导光板及其制备方法，以及背光模组和液晶显示器面板。本发明提供的防蓝光导光板包括：导光板本体；复合于所述导光板本体一侧表面的防蓝光功能层；其中，所述防蓝光功能层由包括以下组分的原料经固化形成：UV型树脂成膜物93.8wt％～95.3wt％；光引发剂3.7wt％～4.8wt％；蓝光吸收剂0.5wt％～1.0wt％；助剂0.45wt％～0.55wt％。本发明将一定的UV型树脂成膜物、光引发剂、蓝光吸收剂和助剂以一定比例搭配形成涂布液，将其涂覆于导光板本体上经固化形成防蓝光功能层。本发明采用上述特定的涂布液，不仅能够有效吸收蓝光、达到护眼功能，还能保证材料的辉度和色度。

Description

一种防蓝光导光板及其制备方法，以及背光模组和液晶显示 器面板
技术领域
本发明涉及光学材料领域，特别涉及一种防蓝光导光板及其制备方法，以及背光模组和液晶显示器面板。
背景技术
众所周知，蓝光是可见光中最靠近紫外线的部分，其波长范围在380-500nm，具有较强的能量。由于其波长较短，会穿透人眼的水晶体直达视网膜。蓝光容易造成人眼疲劳和视网膜黄斑部疾病，而黄斑部病变是不可逆的过程，会导致人眼视力下降甚至失明。蓝光也是人体生物钟的调节器，不但会影响人的睡眠，还会提高重大疾病的发病率。
在自然条件下，黄斑部的病变会非常缓慢。随着人类生活方式的优越化，我们的眼睛长期暴露在数十倍于自然条件蓝光强度的电脑显示器、荧光灯、手机、平板电脑等数码产品。黄斑部病变趋于年轻化，因此研发有效的抗蓝光产品成为了当今医学和科研的重要方向。
背光模组(BLU)通常由LED灯珠、反射片、导光板、光学膜(扩散膜、增亮膜)组成。导光板是将线性光源转变为分布均匀的面光源，是背光模组中不可以缺少的重要组成部件。目前市场常用的导光板主要是聚甲基丙烯酸甲酯(亚克力)、聚丙烯酸酯有机-无机纳米复合材料(MS)、聚碳酸酯(PC)三种材质通过热压等工艺制成，均为透明板材，其对蓝光并不具有一定的反射和吸收效果。而引入蓝光吸收剂，一方面不一定能够与体系其它组分较好的适应、充分发挥防蓝光效果，另一方面又容易引起导光板光学效果(如辉度、色度)变差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防蓝光导光板及其制备方法，以及背光模组和液晶显示器面板。本发明提供的导光板能够有效的选择性吸收蓝光、达到护眼效果，同时，还保证材料的辉度和色度。
本发明提供了一种防蓝光导光板，包括：
导光板本体；
复合于所述导光板本体一侧表面的防蓝光功能层；
其中，所述防蓝光功能层由包括以下组分的原料经固化形成：
Figure BDA0003052164580000021
优选的，所述蓝光吸收剂为BL1226吸收剂。
优选的，所述UV型树脂成膜物选自丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、丙烯多元醇树脂和环氧树脂中的一种或几种；
所述光引发剂为Omnirad1173。
优选的，所述助剂包括：
分散剂 0.25wt％～0.35wt％；
流平剂 0.05wt％～0.15wt％。
优选的，所述分散剂为BYK-2009和/或BYK-3560；
所述流平剂为BYK-306和/或BYK-333。
优选的，所述导光板主体的厚度为0.4～5mm；
所述防蓝光功能层的厚度为1～3μm。
本发明还提供了一种上述技术方案中所述的防蓝光导光板的制备方法，包括：
将防蓝光涂布液涂覆于导光板主体的一侧表面，经过UV光照后固化，形成防蓝光功能层；
所述防蓝光涂布液包括以下组分的原料：
Figure BDA0003052164580000022
优选的，所述UV光照的条件为：采用的UV灯管为320～480mm长高压汞灯，功率为1500～2000W，照射35～40s。
本发明还提供了一种背光模组，其中的导光板为上述技术方案中所述的防蓝光导光板。
本发明还提供了一种液晶显示器面板，其中的背光模组为上述技术方案中所述的背光模组。
本发明提供了一种防蓝光导光板，包括：导光板本体；复合于所述导光板本体一侧表面的防蓝光功能层；其中，所述防蓝光功能层由包括以下组分的原料经固化形成：UV型树脂成膜物93.8wt％～95.3wt％；光引发剂3.7wt％～4.8wt％；蓝光吸收剂0.5wt％～1.0wt％；助剂0.45wt％～0.55wt％。本发明将一定的UV型树脂成膜物、光引发剂、蓝光吸收剂和助剂以一定比例搭配形成涂布液，将其涂覆于导光板本体上经固化形成防蓝光功能层。本发明采用上述特定的涂布液，不仅能够有效吸收蓝光、达到护眼功能，还能保证材料的辉度和色度(Wx、Wy)。
试验结果表明，本发明提供的导光板具有选择性蓝光吸收性，能够特定的吸收320-430nm的蓝光，且蓝光吸收率在31％以上，表现出优异的防蓝光效果，可以防止人眼疲劳和减弱黄斑部病变，达到护眼功能；同时，其透光率在91％以上，辉度在2930Cd/m2以下，色度偏移量较低，表现出良好的光学效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的防蓝光导光板的结构示意图；
图2为本发明提供的背光模组的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种防蓝光导光板，包括：
导光板本体；
复合于所述导光板本体一侧表面的防蓝光功能层；
其中，所述防蓝光功能层由包括以下组分的原料经固化形成：
Figure BDA0003052164580000041
参见图1，图1为本发明提供的防蓝光导光板的结构示意图；其中，1为导光板本体，2为防蓝光功能层，2a为树脂成膜物，2b为蓝光吸收剂，2c为助剂。
关于导光板本体1：
本发明中，对所述导光板本体优选为聚甲基丙烯酸甲酯(即亚克力)导光板、聚丙烯酸酯有机-无机纳米复合材料(即MS)导光板或聚碳酸酯(即PC)导光板。本发明中，所述导光板本体的厚度优选为0.4～5mm。
关于防蓝光功能层2：
本发明中，所述防蓝光功能层由包括以下组分的原料经固化形成：
Figure BDA0003052164580000042
本发明中，所述UV型树脂成膜物优选为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、丙烯多元醇树脂和环氧树脂中的一种或几种；更优选为UV型丙烯酸树脂。本发明中，所述UV型树脂成膜物的用量为93.8wt％～95.3wt％；在本发明的一些实施例中，其用量为93.8wt％、94.2wt％、94.9wt％、95.0wt％、95.2wt％或95.3wt％。
本发明中，所述光引发剂优选为德国巴斯夫IGM1173，型号具体为Omnirad1173。以UV型树脂成膜物用量93.8wt％～95.3wt％为基准，所述光引发剂的用量为3.7wt％～4.8wt％；在本发明的一些实施例中，其用量为3.7wt％、3.8wt％、4.1wt％、4.5wt％或4.8wt％。
本发明中，所述蓝光吸收剂优选为BL1226吸收剂，由青岛杰得佳新材料科技有限公司提供。本发明采用上述蓝光吸收剂，能够与本发明物料体系的其它组分较好的配合，充分发挥蓝光吸收效果，能够有效吸收波段在320～430nm的蓝光，同时，加以其它组分的配合，能够保证材料的雾度及辉度等光学效果。以UV型树脂成膜物用量93.8wt％～95.3wt％为基准，所述蓝光吸收剂的用量为0.5wt％～1.0wt％，优选为0.7wt％～0.9wt％；在本发明的一些实施例中，其用量为0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％或1.0wt％。在上述用量下既能够保证防蓝光效果，又能够保证良好的辉度和色度，若其含量过低，则难以达到良好的蓝光吸收效果，若其含量过高，则容易影响材料的辉度及色标，降低光学效果。
本发明中，所述助剂优选包括：
分散剂 0.25wt％～0.35wt％；
流平剂 0.05wt％～0.15wt％。
所述分散剂优选为BYK-2009和/或BYK-3560。以UV型树脂成膜物用量93.8wt％～95.3wt％为基准，所述分散剂的用量为0.25wt％～0.35wt％；在本发明的一些实施例中，其用量为0.30wt％。
所述流平剂优选为BYK-306和/或BYK-333。以UV型树脂成膜物用量93.8wt％～95.3wt％为基准，所述流平剂的用量为0.05wt％～0.15wt％；在本发明的一些实施例中，其用量为0.10wt％。
本发明中，以UV型树脂成膜物用量93.8wt％～95.3wt％为基准，所述助剂的总用量为0.45wt％～0.55wt％；在本发明的一些实施例中，其总用量为0.40wt％。
本发明将上述UV型树脂成膜物、光引发剂、蓝光吸收剂和助剂以一定比例搭配形成涂布液，将其涂覆于导光板本体上经固化形成防蓝光功能层。本发明采用上述特定的涂布液，不仅能够有效吸收蓝光、达到护眼功能，还能保证材料的辉度和色度(Wx、Wy)。
本发明还提供了一种上述技术方案中所述的防蓝光导光板的制备方法，包括：将防蓝光涂布液涂覆于导光板主体的一侧表面，经过UV光照后固化，形成防蓝光功能层。
其中，所述防蓝光涂布液的原料组分与前文技术方案中所述一致，在此不再一一赘述。
本发明中，所述涂覆的方式没有特殊限制，为本领域技术人员熟知的常规涂覆方式即可，如棒涂布法、微凹涂布法、刮刀涂布法或喷涂法等。
经上述涂布后，进行UV光照固化。本发明中，所述UV光照的条件为：采用的UV灯管为320～480mm长高压汞灯，灯管长优选为400mm；光照功率为1500～2000W，优选为1800W；光照时长为35～40s，优选为40s。经上述光照后，防蓝光涂布液发生固化形成防蓝光功能层。
本发明中，所述防蓝光功能层的厚度优选为1～3μm，更优选为2μm。
本发明中，所述防蓝光功能层位于导光板本体的一侧表面，具体为导光板本体的上表面，实际组装背光模组时，防蓝光功能层与扩散膜相接触。
本发明还提供了一种背光模组，其中的导光板为上述技术方案中所述的防蓝光导光板。参见图2，图2为本发明提供的背光模组的结构示意图；其中，1为反射膜，2为导光板，2a为导光板本体，2b为防蓝光功能层，3为扩散膜。
本发明还提供一种液晶显示器面板，其中的背光模组为上述技术方案中所述的背光模组。
本发明将一定的UV型树脂成膜物、光引发剂、蓝光吸收剂和助剂以一定比例搭配形成涂布液，将其涂覆于导光板本体上经固化形成防蓝光功能层。本发明采用上述特定的涂布液，不仅能够有效吸收蓝光、达到护眼功能，还能保证材料的辉度和色度(Wx、Wy)。
试验结果表明，本发明提供的导光板具有选择性蓝光吸收性，能够特定的吸收320-430nm的蓝光，且蓝光吸收率在31％以上，表现出优异的防蓝光效果，达到护眼功能；同时，其透光率在91％以上，辉度在2930Cd/m2以下，色度偏移量较低，表现出良好的光学效果。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。以下实施例中，各原料均为市售。
实施例1
1、防蓝光层涂布液原料：
Figure BDA0003052164580000061
将上述组分按比例于室温下搅拌混合均匀，得到防蓝光涂布液。
2、导光板的制备：
将防蓝光涂布液喷涂在聚碳酸酯导光板(厚度为0.4mm)的上表面，然后，进行UV光照固化，条件为：UV灯管为400mm长高压汞灯，功率为1800W，照射40s；经上述处理后，得到带防蓝光功能层的导光板，其中防蓝光功能层厚度为2μm。
实施例2
1、防蓝光层涂布液原料：
Figure BDA0003052164580000071
将上述组分按比例于室温下搅拌混合均匀，得到防蓝光涂布液。
2、导光板的制备：同实施例1。
实施例3
1、防蓝光层涂布液原料：
Figure BDA0003052164580000072
/>
将上述组分按比例于室温下搅拌混合均匀，得到防蓝光涂布液。
2、导光板的制备：同实施例1。
实施例4
1、防蓝光层涂布液原料：
Figure BDA0003052164580000073
将上述组分按比例于室温下搅拌混合均匀，得到防蓝光涂布液。
2、导光板的制备：同实施例1。
实施例5
1、防蓝光层涂布液原料：
Figure BDA0003052164580000081
将上述组分按比例于室温下搅拌混合均匀，得到防蓝光涂布液。
2、导光板的制备：同实施例1。
实施例6
1、防蓝光层涂布液原料：
Figure BDA0003052164580000082
将上述组分按比例于室温下搅拌混合均匀，得到防蓝光涂布液。
2、导光板的制备：同实施例1。
实施例7
1、防蓝光层涂布液原料：同实施例6。
2、导光板的制备：按照实施例6的过程进行，不同的是，将导光板本体替换为厚度为1.8mm的聚丙烯酸酯有机-无机纳米复合材料(MS)。
实施例8
1、防蓝光层涂布液原料：同实施例6。
2、导光板的制备：按照实施例6的过程进行，不同的是，将导光板本体替换为厚度为5mm的聚甲基丙烯酸甲酯(亚克力)。
对比例1
1、防蓝光层涂布液原料：与实施例的主要区别为，不加入蓝光吸收剂；具体配如下：
Figure BDA0003052164580000091
将上述组分按比例于室温下搅拌混合均匀，得到防蓝光涂布液。
2、导光板的制备：同实施例1，即采用的导光板本体为厚度为0.4mm的聚碳酸酯导光板。
对比例2
1、防蓝光层涂布液原料：同对比例1。
2、导光板的制备：同实施例7，即采用的导光板本体为厚度为1.8mm的聚丙烯酸酯有机-无机纳米复合材料(MS)导光板。
对比例3
1、防蓝光层涂布液原料：同对比例1。
2、导光板的制备：同实施例8，即采用的导光板本体为厚度为5mm的聚甲基丙烯酸甲酯(亚克力)导光板。
对比例4
1、防蓝光层涂布液原料：按照实施例1执行，不同的是，将助剂替换为等量的有机溶剂乙酸乙酯。
2、导光板的制备：同实施例1。
实施例9
对实施例1～8及对比例1～4所得导光板进行性能测试，结果参见表1。
导光板透光率、雾度、辉度、色坐标以及蓝光吸收率测试：对每种待测样准备样本各3片，用透光率雾度仪器来测试其透光率和雾度。用BM-7测试其样本的辉度和色坐标，采用紫外分光光度计测试其对蓝光的吸收。
表1实施例1～8及对比例1～4的性能测试结果
Figure BDA0003052164580000101
由表1测试结果可以看出，与对比例1～3相比，本发明实施例1～8产生了蓝光吸收效果，且蓝光吸收率达到31％以上；同时，还保持了良好的透光率、雾度及辉度无明显增加。实施例1～8中，在相同厚度相同材质的导光板主体情况下，随着蓝光吸收剂用量增加，产品的辉度逐渐降低，色坐标逐渐向暖色方向偏移，偏移量较少，综合来看，实施例4的效果最佳，其蓝光吸收率达到35％，辉度和色坐标偏移量也较小。由实施例1～8与对比例4的效果对比可以看出，对比例4的蓝光吸收率以及各项光学效果均明显变差，证明，本发明的防蓝光涂布液配方中，各主要成分需与特定的助剂搭配才能取得良好效果，若用有机溶剂搭配，则对导光板造成侵蚀腐蚀，不能有效实现防蓝光和保证光学效果，导致导光板丧失原有的扩光功能。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员都能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，和实施任何结合的方法。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。本发明专利保护的范围通过权利要求来限定，并可包括本领域技术人员能够想到的其他实施例。如果这些其他实施例具有近似于权利要求文字表述的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字表述无实质差异的等同结构要素，那么这些其他实施例也应包含在权利要求的范围内。

Claims (3)

1.一种防蓝光导光板，其特征在于，包括：
导光板本体；
复合于所述导光板本体一侧表面的防蓝光功能层；
所述防蓝光导光板通过以下制备方法制得：
将防蓝光涂布液喷涂在聚碳酸酯导光板的上表面，然后，进行UV光照固化，条件为：UV灯管为400mm长高压汞灯，功率为1800W，照射40s；经上述处理后，得到带防蓝光功能层的导光板；其中，防蓝光功能层厚度为2μm，所述聚碳酸酯导光板的厚度为0.4mm；
所述防蓝光涂布液的原料如下：
Figure FDA0004036808050000011
其中，所述UV丙烯酸树脂的固含量为100％，所述光引发剂Omnirad1173的固含量为100％；
将上述组分按比例于室温下搅拌混合均匀，得到防蓝光涂布液；
或
所述防蓝光导光板通过以下制备方法制得：
将防蓝光涂布液喷涂在聚碳酸酯导光板的上表面，然后，进行UV光照固化，条件为：UV灯管为400mm长高压汞灯，功率为1800W，照射40s；经上述处理后，得到带防蓝光功能层的导光板；其中，防蓝光功能层厚度为2μm，所述聚碳酸酯导光板的厚度为0.4mm；
所述防蓝光涂布液的原料如下：
Figure FDA0004036808050000012
Figure FDA0004036808050000021
其中，所述UV丙烯酸树脂的固含量为100％，所述光引发剂Omnirad1173的固含量为100％；
将上述组分按比例于室温下搅拌混合均匀，得到防蓝光涂布液；
或
所述防蓝光导光板通过以下制备方法制得：
将防蓝光涂布液喷涂在聚碳酸酯导光板的上表面，然后，进行UV光照固化，条件为：UV灯管为400mm长高压汞灯，功率为1800W，照射40s；经上述处理后，得到带防蓝光功能层的导光板；其中，防蓝光功能层厚度为2μm，所述聚碳酸酯导光板的厚度为0.4mm；
所述防蓝光涂布液的原料如下：
Figure FDA0004036808050000022
其中，所述UV丙烯酸树脂的固含量为100％，所述光引发剂Omnirad1173的固含量为100％；
将上述组分按比例于室温下搅拌混合均匀，得到防蓝光涂布液。
2.一种背光模组，其特征在于，其中的导光板为权利要求1所述的防蓝光导光板。
3.一种液晶显示器面板，其特征在于，其中的背光模组为权利要求2所述的背光模组。
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