CN113621159A - 一种反光膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种反光膜，所述反光膜包括基材以及在基材两面的至少一面上的覆盖层，所述覆盖层包括粘合剂树脂以及分散于粘合剂树脂中的反光粒子，所述反光粒子为具有近似二维结构，所述近似二维结构为平均直径D为1‑10μm，平均厚度H0为20‑50nm，平均径厚比D/H0为25‑500，所述覆盖层厚度H1满足于公式：H0＜H1＜D。本发明的反光膜覆盖层中反光粒子组装成致密平整的层状结构且呈平面排布，在基材表面形成较强的遮光和反光效果。另提供了一种反光膜的制备方法，利用所述制备方法得到的反光膜具有较高的反射率，且成本较低、操作简单、便于应用。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜材料领域，尤其涉及一种反光膜及其制备方法。
背景技术
目前，显示领域所采用的技术包括以OLED、QLED为代表的自发光技术和以LCD为代表的背光源技术。由于OLED、QLED等自身存在的低寿命及高成本等问题，在一定时间内LCD技术仍将占据主流。
反光膜作为LCD显示中的重要原件，一般置于背光模组最底层，通过将透过导光板底部或周边未被反射的光线再次反射进入导光板内，降低光线的过程损耗，提高背光模组的亮度。
反光膜根据材质不同可分为白色聚酯(PET)反光膜和白色聚丙烯(PP)反光膜等，白色聚酯反光膜因耐热性好、机械性能好、加工性能好、成本低等优势，已广泛应用于电视、显示器、笔记本电脑、平板、车载、工控等各个尺寸的LCD显示器中。白色反光膜的工作原理是通过在基础树脂中添加与其不相容的树脂或粒子，经过拉伸(例如双向拉伸)形成泡径大小不一的微细泡结构，这些微细泡可以起到反射光的作用，一般来说，微细和均匀的泡孔数量越多、密度越高，制成的白色反光膜的反射率就越高，反光效果越好。然而就现有技术而言，基础树脂中添加与其不相容的树脂或粒子的量与反光膜的反射率不完全成正比关系，在达到一定反射率后(通常为96％-97％)继续加大不相容树脂或粒子的添加量对于反射率的提升无明显作用，且将导致反光膜产品拉伸时易出现破膜现象，此外从经济性角度考虑，不相容的树脂或粒子成本较高，大量添加时产品的经济性往往较差。市场上白色反光膜的另一种主要形式是在基材的一面附加涂层，主要作用是增加反射光膜漫反射效果或抗静电性能等，对于提高反射率无益处。因此，亟需提供一种较低成本的高反射率的反光膜。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供一种反光膜及其制备方法。
一种反光膜，所述反光膜包括基材以及在基材两面的至少一面上的覆盖层，所述覆盖层包括粘合剂树脂以及分散于粘合剂树脂中的反光粒子，所述反光粒子为具有近似二维结构，所述近似二维结构为平均直径D为1-10μm，平均厚度H0为20-50nm，平均径厚比D/H0为25-500，所述覆盖层厚度H1满足于公式：H0＜H1＜D。
进一步的，所述近似二维结构平均直径为1-2.5μm，平均厚度为25-40nm，平均径厚比为25-100。
进一步的，所述近似二维结构形貌为近似圆片状。
进一步的，所述反光粒子为氧化钛、硫酸钡、碳酸钙中的至少一种。
进一步的，所述粘合剂树脂的材料为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂及聚酯树脂中的至少一种。
与现有技术相比，本发明所述反光膜在基材两面的至少一面上涂布一层覆盖层，所述覆盖层中含有特定的反光粒子，所述反光粒子具有近似二维结构，所述近似二维结构形貌为近似圆片状。一方面由于近似二维结构的片层状结构使它在树脂中不容易团聚，具有更好的分散性，能够有效提高覆盖层和反光膜整体的遮光和反光效果。
另外二维结构的反光粒子能够减小对光线的散射作用而增大反射作用，相较于球状或不规则颗粒状反光粒子，入射光在其表面向各个方向发生散射，使得与入射光方向相反的反射光量较低，而近似二维结构的反光粒子因其表面为近似平面，当入射光线照射在其表面时，反射光主要是向与入射光的反方向散射，与入射光方向相反的反射光量较高，从而提高了反光膜的反射率。
本发明中所述近似二维结构的反光粒子呈近似圆片状，因此具有很强的取向自组装特性，同时，分散在涂布混合液中的近似二维结构的反光粒子经过单轴或双轴拉伸后，所述覆盖层的厚度H1小于近似二维结构的反光粒子的平均直径D，保证了近似二维结构的反光粒子在覆盖层中基本呈平面排布，组装成致密平整的层状结构，从而在基材表面形成较强的遮光和反光效果。
本发明还提供一种所述反光膜的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
a.提供片材；
b.提供含有粘合剂树脂和近似二维结构反光粒子的混合涂布液；
c.在所述片材的至少一面涂布厚度为H2的含有粘合剂树脂和近似二维结构反光粒子的混合涂布液，
d.将经过c步骤后的材料拉伸后，经干燥固化后得到所述反光膜。
进一步的，所述混合涂布液在片材的至少一面上的涂布厚度H2满足：nH0＜H2＜nD,所述n为经过所述步骤d的材料拉伸倍数。
进一步的，所述混合涂布液中所述反光粒子的所占的质量比t为5％-30％。
进一步的，所述涂布混合涂布液的方法为：旋涂、喷涂、以及流延涂覆中的一种。
进一步的，所述拉伸方法为单轴拉伸、双轴拉伸中的至少一种。
本发明中所述反光膜制造时在片材的至少一面上涂布含有近似二维结构的反光粒子的混合涂布液，涂布厚度H2＜反光粒子的平均直径D与拉伸倍率n之积，保证拉伸后覆盖层的厚度H1＜反光粒子的平均直径D，从而使得反光粒子在覆盖层中基本呈平面排布。
该制备方法可以利用现有设备，成本较低、操作简单、便于应用。
附图说明
图1是本发明反光膜的结构示意图，其中，1、基材，2、覆盖层，3、反光粒子。
图2是本发明反光膜制备方法中涂布混合涂布液示意图，其中，3、反光粒子，4、粘合剂树脂。
图3是本发明反光膜制备方法中经拉伸后涂布混合涂布液示意图，其中，，3、反光粒子，4、粘合剂树脂。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供一种反光膜，所述反光膜包括基材1以及在基材两面的至少一面上的覆盖层2，所述覆盖层包括粘合剂树脂以及分散于粘合剂树脂中的反光粒子，述反光粒子为具有近似二维结构。
所述近似二维结构为平均直径D为1-10μm，平均厚度H0为20-50nm，平均径厚比D/H0为25-500。
为保证反光粒子在涂布装置中拥有良好的通过性，长时间运行后不易发生过滤装置堵塞等问题，优选所述近似二维结构反光粒子的平均直径为1-2.5μm，平均厚度为25-40nm，平均径厚比为25-100。
所述覆盖层2厚度H1满足于公式：H0＜H1＜D，以保证大部分反光粒子在覆盖层中基本呈平面排布，有利于提高覆盖层的反光效果。
可以认为，近似二维结构的反光粒子为近似圆片状，所述近似圆片状反光粒子在所述反光膜覆盖层中呈平面排布，当入射光线照射在其表面时，反射光主要是向与入射光的反方向反射，与入射光方向相反的反射光量较高，从而有利于提高反光膜的光线反射率。
本发明还提供一种所述反光膜的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
a.提供片材；
b.提供含有粘合剂树脂和近似二维结构反光粒子的混合涂布液；
c.在所述片材的至少一面涂布厚度为H2的含有粘合剂树脂和近似二维结构反光粒子的混合涂布液，
d.将经过c步骤后的材料拉伸后，经干燥固化后得到所述反光膜。
在步骤a中，所述片材材料种类不做特定限制，可为PET、PC、PVA、PE等需经单轴或双轴拉伸成型的材料。
如图2所示，在步骤b中，所述粘合剂树脂4为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、及聚酯树脂中的至少一种，所述反光粒子3可以为碳酸钡、硫酸钡、氢氧化钡、氧化钡、碳酸钙、二氧化钛、氧化锆中的至少一种，要求反光粒子的形貌呈近似二维结构，优选为近似圆片状。从廉价且高反射的观点考虑，优选使用圆片状二氧化钛、圆片状硫酸钡中的至少一种。当然所述混合涂布液中应适情况添加适量的利于涂布液均匀分散、铺展、固化的相应助剂。
如图2所示，在步骤c中，所述混合涂布液在片材的至少一面上的涂布厚度H2满足：涂布厚度H2＜反光粒子的平均直径D与拉伸倍率n之积，混合涂布液经n倍拉伸、干燥固化后，部分溶剂或添加剂挥发，故而保证拉伸后覆盖层的厚度H1＜反光粒子的平均直径D，使得反光粒子3在覆盖层中基本呈平面排布。
所述混合涂布液中所述反光粒子的所占的质量比t为5％-30％，反光粒子含量过低将导致圆片状反光粒子堆叠层数偏少，对入射光线的阻隔和反射效果较差；反光粒子含量过高则易导致混合涂布液破乳或涂布困难。
所述的涂布混合涂布液的方法为：辊涂、喷涂中的一种。
在步骤d中，所述拉伸为单轴拉伸和双轴拉伸中的至少一种。需要指出的是传统离线涂布方式也可以理解为拉伸倍率n为1，因此，本发明所述反光膜的制备方法同样适用。
按照上述方法制备得到的反光膜，测试方法如下：
反射率：按照HG/T4915-2016标准，采用柯尼卡-美能达CM-5分光测色仪，在D65光源条件下，通过积分球D/8结构测试其反射率，反射率数据为380-780nm每隔10nm波长的反射率的算数平均值，反射率越高越好。
涂布表观：日光灯下肉眼观察拉伸、固化后的反光膜涂布面表观。○表示
表观优秀；△表示表观一般；×表示表观较差。
下面结合实施例对本发明做优选的说明，但本发明保护的范围并不局限于这些实施例。
以下各实施例中片材均为同一款厚度400μm的已经过1次纵向拉伸的白色PET反光片材，仅作为示例。当然，也可以使用其他厚度或材质的反光片材、反光膜。
实施例1
将平均直径为1μm，平均厚度为20nm，平均径厚比为50的圆片状二氧化钛粒子分散于丙烯酸树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为5％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为0.08μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有0.04μm覆盖层的反光膜。
实施例2
将平均直径为1μm，平均厚度为25nm，平均径厚比为40的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为5％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例3
将平均直径为1μm，平均厚度为40nm，平均径厚比为25的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例4
将平均直径为1.5μm，平均厚度为25nm，平均径厚比为60的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例5
将平均直径为1.5μm，平均厚度为30nm，平均径厚比为50的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例6
将平均直径为1.5μm，平均厚度为50nm，平均径厚比为30的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例7
将平均直径为2.0μm，平均厚度为20nm，平均径厚比为100的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例8
将平均直径为2.5μm，平均厚度为25nm，平均径厚比为100的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例9
将平均直径为2.5μm，平均厚度为50nm，平均径厚比为50的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例10
将平均直径为5.0μm，平均厚度为20nm，平均径厚比为250的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例11
将平均直径为5.0μm，平均厚度为25nm，平均径厚比为200的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例12
将平均直径为5.0μm，平均厚度为40nm，平均径厚比为125的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例13
将平均直径为10.0μm，平均厚度为20nm，平均径厚比为500的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为10μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有5μm覆盖层的反光膜。
实施例14
将平均直径为10.0μm，平均厚度为25nm，平均径厚比为400的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为20％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
实施例15
将平均直径为10.0μm，平均厚度为40nm，平均径厚比为250的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为30％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为40μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有20μm覆盖层的反光膜。
对比例1
将400μm的已经过1次纵向拉伸的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，得到反光膜。
对比例2
将平均直径为2.0μm的球形二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
对比例3
将平均直径为0.8μm，平均厚度为80nm，平均径厚比为10的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为10％。通过凹版辊将涂布液均匀的涂布在白色PET反光片材表面，涂布层厚度为4μm，再将涂布后的白色PET反光片材进行拉伸倍率为4倍的横向拉伸，再通过烘箱干燥后得到含有2μm覆盖层的反光膜。
以上各实施例和对比例所得相关性能见表1。
表1：
由上述表1各实施例与对比例1可得知，在含有圆片状二氧化钛粒子的覆盖层的反光膜相较于无覆盖层的反光膜反光效果明显提升。
实施例7与对比例2可得知，含有圆片状二氧化钛粒子覆盖层的反光膜相较于含有球形二氧化钛粒子覆盖层的反光膜反光效果更加优秀。
对比实施例1-15，可见，平均直径为1-10μm，平均厚度为20-50nm，平均径厚比为25-500的圆片状二氧化钛粒子分散于聚氨酯树脂中，制成混合涂布液，混合涂布液中圆片状二氧化钛粒子的质量占比为5-30％，覆盖层厚度H1满足于公式：H0＜H1＜D时，所得反光膜的反光效果较好，实施例2-7的涂布表观较好，综合来看，其中以实施例4的综合效果最优。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种反光膜，其特征在于，所述反光膜包括基材以及在所述基材两面的至少一面上的覆盖层，所述覆盖层包括粘合剂树脂以及分散于所述粘合剂树脂中的反光粒子，所述反光粒子为具有近似二维结构，所述近似二维结构为平均直径D为1-10μm，平均厚度H0为20-50nm，平均径厚比D/H0为25-500，所述覆盖层厚度H1满足于公式：H0＜H1＜D。
2.如权利要求1所述的反光膜，其特征在于，所述近似二维结构平均直径为1-2.5μm，平均厚度为25-40nm，平均径厚比D/H0为25-100。
3.如权利要求2所述的近似二维结构，其特征在于，所述近似二维结构形貌为近似圆片状。
4.如权利要求1所述的反光膜，其特征在于，所述反光粒子为氧化钛、硫酸钡、碳酸钙中的至少一种。
5.如权利要求1所述的反光膜，其特征在于，所述粘合剂树脂的材料为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂及聚酯树脂中的至少一种。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的反光膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
a.提供片材；
b.提供含有粘合剂树脂和近似二维结构反光粒子的混合涂布液；
c.在所述片材的至少一面涂布厚度为H2的含有粘合剂树脂和近似二维结构反光粒子的混合涂布液；
d.将经过c步骤后的材料拉伸后，经干燥固化后得到反光膜。
7.如权利要求6所述的反光膜，其特征在于，所述混合涂布液在片材的至少一面上的涂布厚度H2满足：nH0＜H2＜nD，所述n为经过所述步骤d的材料拉伸倍数。
8.如权利要求6所述的反光膜，其特征在于，所述混合涂布液中所述反光粒子所占的质量比t为5％-30％。
9.如权利要求6所述的反光材料的制备方法，其特征在于，在所述片材的至少一面涂布含有粘合剂树脂和近似二维结构反光粒子的混合涂布液的方法为：辊涂、喷涂中的任一种。
10.如权利要求6所述的反光材料的制备方法，其特征在于，所述拉伸方法为单轴拉伸、双轴拉伸的至少一种。
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