CN103412355B - 一种提高可视角度的扩散膜片 - Google Patents
一种提高可视角度的扩散膜片 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及光学薄膜技术领域，尤其涉及一种提高可视角度的扩散膜片。为了进一步提高背光模组的可视角度，本发明提供一种扩散膜片，所述扩散膜片包括透明基材、扩散涂层和保护涂层；所述扩散涂层和保护涂层分别位于所述透明基材的两侧，所述扩散涂层包括100重量份的胶黏剂和75-120重量份的扩散粒子；所述扩散粒子通过胶黏剂黏结在所述透明基材的上表面，所述扩散粒子的粒径相同或者粒径变异系数小于等于15%，所述扩散粒子粒径为8-35μm。所述扩散膜片不但具有提高亮度、均匀光线的作用，同时可以有效地提高背光模组的可视角度，从而提高液晶显示器的可视角度，使显示器的观看效果更佳。
Description
技术领域
本发明涉及光学薄膜技术领域，尤其涉及一种提高可视角度的扩散膜片。
背景技术
近年来国内市场对液晶电视及显示器的需求倍增，液晶电视及显示器制造厂商竞争激烈，同时也推动了液晶电视及显示器性能的改进，而可视角度一直是困扰液晶显示器特别是大尺寸液晶电视制造厂商的难题。
液晶显示器的可视角度是指用户可以清楚看到液晶显示器画面的角度范围。对于与之前的CRT显示器接近180°的可视角度不同，多数液晶显示器的可视角度要小得多。因为背光源发出的光线经过偏极片、液晶和取向层后，是极具方向性的，绝大部分光线都集中显示器正面。因此液晶显示器的最佳视角均不大，超过最佳视角后，画面的亮度、对比度以及色彩效果就急剧下降，导致无法观看。
背光模组作为液晶显示器的光线提供者，对液晶显示器的可视角度有着重大的影响，当偏离背光模组正面时，光线明显减少，如图2所示，正面亮度（0°时）是最高的，亮度随着显示器偏离角度的变大，而明显降低，这也就导致了液晶显示器的可视角较窄。我们需要提高背光模组偏离正面时的亮度，使其在一定范围内，亮度较好，从而提高液晶显示器的可视角度。而业内一般用TCO值来表示背光模组的可视角度，TCO值是目前显示器行业内公认最为通行的安全规范认证之一，较常见的为TCO3.0和TCO6.0版，这两版均对可视角度有所要求。而TCO值就是业内对可视角的一个测量规范，TCO值越低越好，当TCO值为1时，表示各个角度的亮度都是均一的，这是个理想状态，一般现有背光模组的TCO值为1.75-1.85。
发明内容
为了进一步提高背光模组的可视角度，本发明提供一种扩散膜片，所述扩散膜片不但具有提高亮度、均匀光线的作用，同时可以有效地提高背光模组的可视角度，从而提高液晶显示器的可视角度，使显示器的观看效果更佳。
为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其特征在于，所述扩散膜片包括透明基材（简称基材）、扩散涂层（简称扩散层）和保护涂层；所述扩散涂层和保护涂层分别位于所述透明基材的两侧，所述扩散涂层包括100重量份的胶黏剂和75-120重量份的扩散粒子；所述扩散粒子通过胶黏剂黏结在所述透明基材的上表面，所述扩散粒子的粒径相同或者粒径变异系数小于等于15%，所述粒子粒径为8-35μm。在一定范围内，所述扩散粒子粒径越大、变异系数越小，扩散膜片的可视角度越高；扩散膜片的扩散粒子粒径相同（粒径变异系数趋于零），扩散膜片的可视角度较高；另外，扩散粒子和胶黏剂的比例要适中，如果超出上述范围，则扩散膜片的综合性能会降低。
所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的1/100-50/100。优选的，所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的10/100-40/100；更优选的，所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的15/100-30/100。所述扩散涂层的厚度是指扩散涂层中胶黏剂的厚度。优选的，所述扩散涂层包括100重量份的胶黏剂和80-110重量份的扩散粒子；更优选的，所述扩散涂层包括100重量份的胶黏剂和90-95重量份的扩散粒子。
优选的，所述扩散粒子的粒径变异系数小于等于10%，或者小于等于5%。所述扩散粒子粒径为15-35μm或25-35μm。所述扩散粒子为球形或椭球形的有机扩散粒子，选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、硅氧烷树脂中的一种或至少两种的组合。所述胶黏剂为丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的一种或至少两种的组合。
进一步的，所述保护涂层包括100重量份的胶黏剂和0.1-1重量份的抗粘连粒子。所述胶黏剂选自丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂中的一种或至少两种的组合。所述抗粘连粒子为有机粒子，选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、硅氧烷树脂中一种或至少两种的组合。
进一步的，所述透明基材选自聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰胺树脂（PA）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中的一种。所述基材为无色透明的基材，折射率为1.4-1.75。上述基材的折射率适宜，能够在一定程度上提高扩散膜片的可视角度。
进一步的，所述透明基材的厚度为10-300μm。优选的，所述透明基材的厚度为30-100μm，100-200μm。
进一步的，所述扩散粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚苯乙烯、硅氧烷树脂中的一种或至少两种的组合；所述保护涂层包括100重量份的胶黏剂和0.1-1重量份的抗粘连粒子。
进一步的，所述扩散涂层包括100重量份的胶黏剂和85-110重量份的扩散粒子；所述扩散粒子的粒径为15-35μm，选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或其组合。
进一步的，所述扩散涂层包括100重量份的胶黏剂和90-95重量份的扩散粒子；所述扩散粒子的粒径为25-35μm，选自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或其组合。所述透明基材选自聚碳酸酯（PC）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），所述扩散涂层胶黏剂为丙烯酸树脂、环氧树脂或其组合。所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的10/100-40/100。
进一步的，选用PET透明薄膜作为基材，厚度为150μm，在其上表面涂布扩散层，所述扩散涂层包括100重量份的环氧树脂、60重量份的聚苯乙烯粒子和30重量份的聚甲基丙烯酸甲酯粒子；所述扩散粒子的粒径为35μm，所述保护涂层包括100重量份的环氧树脂和0.5重量份的聚甲基丙烯酸丁酯粒子。所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的20/100-40/100。
上述扩散涂层中的扩散粒子之间形成有间隙。
本发明还提供一种上述的提高可视角度的扩散膜片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤1、制备扩散涂布液：依次加入胶黏剂、扩散粒子，搅拌均匀，并加入溶剂，调节涂布液粘度，使其适于涂布工艺；
步骤2、制备扩散层：将步骤1所得涂布液涂布在透明基材上，并放入60℃-150℃的烘箱老化0.5-8小时；
步骤3、制备保护涂层涂布液：依次加入胶黏剂、抗粘连粒子，搅拌均匀，并加入溶剂，调节涂布液粘度，使其适于涂布工艺；
步骤4、制备保护涂层：将保护涂层涂布液涂布在透明基材的下表面（即另一表面），并放入60℃-150℃的烘箱老化0.5-8小时。
在上述步骤1和步骤3中，加入适量溶剂调节涂布液粘度，涂布液的粘度以涂布液便于涂布工艺为宜。
本发明还提供一种背光模组，所述背光模组包括上述的扩散膜片，或者，所述背光模组包括上述方法制备的扩散膜片。
与现有技术相比，本发明所提供的提高可视角度的扩散膜片，由于扩散粒子的粒径相同或者粒径变异系数小于等于15%，同时所述扩散涂层包括100重量份的胶黏剂和75-120重量份的扩散粒子，使得扩散粒子并不能紧密的排列在一起，而会形成间隙，这些间隙在扩散膜表面就表现为针孔状的漏光。由于扩散粒子具有改变光线方向的作用，就像一个个凸透镜使光线集中，同时也就增加了正面亮度，而通过这些间隙的光线并不会向正面集中，从而使侧面的光线增多，可视角度也就变大了。因此，本发明提供的扩散膜片通过控制扩散粒子粒径的大小及与胶黏剂的比例，来控制光线的分布，从而使扩散膜片具有较好的亮度和透光率，含有该膜片的背光模组具有较大的可视角度。现有背光模组的TCO值为1.75-1.85，而利用本发明提供的扩散膜片的背光模组的TCO值可达到1.4-1.65的范围，具有提高液晶显示器的可视角的作用。
附图说明
图1为本发明提供的一种提高可视角度的扩散膜片的示意图；
图2为现有背光模组各个角度的亮度变化曲线图；
图3为含有本发明实施例1提供的扩散膜片的背光模组各个角度的亮度变化曲线图；
图4-1为本发明测量背光模组可视角度的方法的步骤一的示意图；
图4-2为本发明测量背光模组可视角度的方法的步骤二的示意图。
其中，102为透明基材，101为扩散涂层，1011为扩散粒子，1012为胶黏剂，103为保护涂层，402为亮度仪，401为背光模组。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的提高可视角度的扩散膜片包括透明基材102、扩散涂层101和保护涂层103；所述扩散涂层101和保护涂层103位于所述透明基材102的两侧，所述扩散涂层101包括胶黏剂1012和扩散粒子1011；所述扩散粒子1011通过胶黏剂1012黏结在所述透明基材102的上表面，所述粒子1011的粒径相同或者粒径变异系数小于等于15%。
如图2所示，现有背光模组正面亮度是最高的，亮度随着显示器偏离角度的变大，而明显降低，即在0°时，亮度最好，偏离一定角度时，亮度下降。在图2中，当0°时，亮度约为1380cd/m2；当偏离30°至33°时，亮度约为1000cd/m2。
如图3所示，含有本发明提供的扩散膜片的背光模组正面亮度是最高的，亮度随着显示器偏离角度的变大而降低，但是，相比图2，亮度下降趋势不明显，而且，正面亮度也比图2所示的现有背光模组要高。在图3中，当0°时，亮度约为1460cd/m2；当偏离30°至33°时，亮度约为1150cd/m2。当偏离42°至45°时，亮度约为1000cd/m2。由图2和图3的比较得知，利用本发明提供的扩散膜片的背光模组，具有提高液晶显示器的亮度和可视角的作用。
用上述方法制备本发明的扩散膜片，其性能测试方法如下：
亮度测试：取一张A4大小的膜片，放置在背光模组中，在24V的额定电压下点亮，用亮度仪（型号：BH-7）测量其亮度及可视角度。
雾度及透光率测试：取一张A4大小的膜片，放入雾度仪中测试其雾度及透光率值。
所述可视角度通过计算，可用TCO值表示。TCO值越小，背光模组可视角度越高。如图4-1所示，当背光模组401向右旋转30°时，分别测出A、B两点的亮度值，分别记为PRA和PRB；如图4-2所示，当背光模组401向左旋转30°时，分别测出A、B两点的亮度值，分别记为PLA和PLB，TCO值=(PRA/PRB+PLA/PLB)/2。其中，背光模组上的A点和B点到中心点的距离是相等的。
其中假设PRA>PRB，PLA>PLB，实际上为较大值除以较小值。TCO值应大于1。背光模组可视角度越高，TCO值越小。
按照前述方法制备扩散膜片，具体如下：
实施例1：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PET材质、厚度为100μm的透明薄膜作为基材，在其上表面涂布扩散层，扩散层包含100重量份数的聚氨酯树脂和85重量份的扩散粒子，所述扩散粒子的材质为聚甲基丙烯酸甲酯，粒子粒径为9-10μm，粒子粒径变异系数为5%，扩散膜下表面设有保护涂层。
实施例2：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PC材质、厚度为75μm的透明薄膜作为基材，在其上表面涂布扩散层，扩散层包含100重量份的聚氨酯树脂和90重量份的扩散粒子，所述扩散粒子的材质为聚苯乙烯，粒子粒径为14-15μm，粒子粒径变异系数为3.5%，扩散膜下表面设有保护涂层。
实施例3：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PET材质、厚度为75μm的透明薄膜作为基材，在其上表面涂布扩散层，扩散层包含100重量份数的聚氨酯树脂和100重量份的扩散粒子，所述扩散粒子的材质为聚甲基丙烯酸甲酯，粒子粒径为20μm，粒子粒径变异系数较小，可忽略不计，扩散膜下表面设有保护涂层。
实施例4
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PA透明薄膜作为基材，厚度为10μm，在其上表面涂布扩散层，扩散层包含100重量份数的聚氨酯树脂和75重量份的硅氧烷树脂粒子，所述扩散粒子的粒径为8μm，粒子粒径变异系数较小，可忽略不计；所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的15/100-20/100；所述保护涂层包括100重量份的丙烯酸树脂和0.1重量份的聚甲基丙烯酸甲酯粒子。
实施例5：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PS透明薄膜作为基材，厚度为100μm，在其上表面涂布扩散层，扩散层包含100重量份的聚氨酯树脂和120重量份的聚苯乙烯粒子，所述扩散粒子的粒径为33-35μm，粒子粒径变异系数为3%；所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的1/100-5/100；所述保护涂层包括100重量份的聚氨酯树脂和1重量份的聚甲基丙烯酸丁酯粒子。
实施例6：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PE透明薄膜作为基材，厚度为300μm，在其上表面涂布扩散层，扩散层包含100重量份数的聚氨酯树脂、50重量份的聚甲基丙烯酸丁酯粒子和50重量份的聚苯乙烯粒子，所述扩散粒子的粒径为30-32μm，粒子粒径变异系数为3%；所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的45/100-50/100；所述保护涂层包括100重量份的环氧树脂和0.5重量份的聚苯乙烯粒子。
实施例7：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PMMA透明薄膜作为基材，厚度为30μm，在其上表面涂布扩散层，所述扩散涂层包括100重量份的丙烯酸树脂和85重量份的聚苯乙烯粒子；所述扩散粒子的粒径为15-16μm，粒子粒径变异系数为4%，所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的10/100-15/100；所述保护涂层包括100重量份的聚氨酯树脂和0.8重量份的聚苯乙烯粒子。
实施例8：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PET透明薄膜作为基材，厚度为100μm，在其上表面涂布扩散层，所述扩散涂层包括100重量份的环氧树脂和110重量份的聚甲基丙烯酸甲酯粒子；所述扩散粒子的粒径为24-25μm，粒子粒径变异系数为2%，所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的30/100-35/100；所述保护涂层包括100重量份的环氧树脂和0.3重量份的聚苯乙烯粒子。
实施例9：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PMMA透明薄膜作为基材，厚度为200μm，在其上表面涂布扩散层，所述扩散涂层包括100重量份的环氧树脂、70重量份的聚苯乙烯粒子和30重量份的聚甲基丙烯酸甲酯粒子；所述扩散粒子的粒径为30-35μm，粒子粒径变异系数为5%，所述保护涂层包括100重量份的环氧树脂和0.8重量份的硅氧烷树脂粒子。所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的10/100-45/100。
实施例10：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PET透明薄膜作为基材，厚度为50μm，在其上表面涂布扩散层，所述扩散涂层包括100重量份的丙烯酸树脂和90重量份的聚甲基丙烯酸甲酯粒子；所述扩散粒子的粒径为25μm，粒子粒径变异系数较小，可忽略不计，所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的10/100-12/100，所述保护涂层包括100重量份的丙烯酸树脂和0.3重量份的聚苯乙烯粒子。
实施例11：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PC透明薄膜作为基材，厚度为300μm，在其上表面涂布扩散层，所述扩散涂层包括100重量份的环氧树脂和95重量份的聚苯乙烯粒子；所述扩散粒子的粒径为25-30μm，粒子粒径变异系数为5%，所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的28/100-30/100，所述保护涂层包括100重量份的环氧树脂和0.8重量份的硅氧烷树脂粒子。
实施例12：
本发明提供一种提高可视角度的扩散膜片，其中，选用PET透明薄膜作为基材，厚度为150μm，在其上表面涂布扩散层，所述扩散涂层包括100重量份的环氧树脂、60重量份的聚苯乙烯粒子和30重量份的聚甲基丙烯酸甲酯粒子；所述扩散粒子的粒径为35μm，粒子粒径变异系数较小，可忽略不计，所述保护涂层包括100重量份的环氧树脂和0.5重量份的聚甲基丙烯酸丁酯粒子。所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的20/100-40/100。
对比例1：
一种扩散膜片，其中，选用PET材质，厚度为100um的透明薄膜作为基材，在其上表面涂布扩散层，扩散层包含100重量份数的聚氨酯树脂和60重量份的扩散粒子，所述扩散粒子的材质为聚甲基丙烯酸甲酯，粒子粒径为多分散，为1-15μm，粒子粒径变异系数为80%，扩散膜下表面设有保护涂层。
表1实施例和对比例所得扩散膜片光学性能测试
| 雾度 | 透光率 | 亮度（cd/m2） | TCO值 |
| 实施例1 | 90.11% | 90.56% | 2196 | 1.58 |
| 实施例2 | 90.89% | 89.14 | 2162 | 1.55 |
| 实施例3 | 92.38% | 88.42% | 2199 | 1.54 |
| 实施例4 | 88.72% | 90.71% | 2098 | 1.51 |
| 实施例5 | 92.94% | 90.8% | 2273 | 1.54 |
| 实施例6 | 92.23% | 89.73 | 2194 | 1.50 |
| 实施例7 | 90.66% | 90.43% | 2099 | 1.53 |
| 实施例8 | 92.83% | 90.21% | 2195 | 1.50 |
| 实施例9 | 91.65% | 89.82% | 2276 | 1.49 |
| 实施例10 | 91.21% | 92.36% | 2245 | 1.42 |
| 实施例11 | 91.68% | 92.46% | 2273 | 1.43 |
| 实施例12 | 92.57% | 93.48% | 2297 | 1.40 |
| 对比例1 | 83.67% | 93.19% | 1879 | 1.80 |
由表1性能测试数据可以得出，本发明实施例提供的光学扩散膜片与对比例相比，具有较高的亮度、较好的透光率和雾度。该扩散膜片在提高亮度、均匀光线的同时，TCO值可达到1.4-1.65的范围，具有提高可视角的作用。扩散粒子粒径较大，粒径变异系数较小或扩散粒子粒径相同的扩散膜片的可视角度较高，其TCO值较低；尤其是实施例12，其扩散粒子和胶黏剂的比例适中，粒子粒径基本相同，所得扩散膜片具有较高的亮度，且TCO值较低，能够较大程度地提高可视角度。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡是根据本发明内容所做的均等变化与修饰，均涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (4)
1.一种提高可视角度的扩散膜片，其特征在于，所述扩散膜片包括透明基材、扩散涂层和保护涂层；所述扩散涂层和保护涂层分别位于所述透明基材的两侧，所述扩散涂层包括胶黏剂和扩散粒子；所述扩散粒子通过胶黏剂黏结在所述透明基材的上表面；所述保护涂层包括胶黏剂和抗粘连粒子；
选用PET透明薄膜作为基材，厚度为150μm，在其上表面涂布扩散涂层，所述扩散涂层包括100重量份的环氧树脂、60重量份的聚苯乙烯粒子和30重量份的聚甲基丙烯酸甲酯粒子；所述扩散粒子的粒径为35μm，所述保护涂层包括100重量份的环氧树脂和0.5重量份的聚甲基丙烯酸丁酯粒子；所述扩散涂层的厚度为扩散粒子粒径的20/100-40/100。
2.一种根据权利要求1所述的提高可视角度的扩散膜片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
步骤1、制备扩散涂布液：依次加入胶黏剂、扩散粒子，搅拌均匀，并加入溶剂，调节涂布液粘度，使其适于涂布工艺；
步骤2、制备扩散层：将步骤1所得涂布液涂布在透明基材上，并放入60℃-150℃的烘箱老化0.5-8小时；
步骤3、制备保护涂层涂布液：依次加入胶黏剂、抗粘连粒子，搅拌均匀，并加入溶剂，调节涂布液粘度，使其适于涂布工艺；
步骤4、制备保护涂层：将保护涂层涂布液涂布在透明基材的下表面，并放入60℃-150℃的烘箱老化0.5-8小时。
3.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括权利要求1所述的扩散膜片。
4.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括权利要求2所述方法制备的扩散膜片。
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