CN107065048A - 一种具有优异信赖性的棱镜片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学膜领域，具体涉及一种具有优异信赖性的棱镜片及其制备方法，所述棱镜片依次包括结构层、透明基材层、粒子层，所述结构层包括低聚物组分、稀释单体、偏氯乙烯‑丙烯酸甲酯共聚物、光引发剂和表面助剂；所述透明基材层为高分子聚合物树脂；所述粒子层包括溶剂型紫外固化树脂胶水、溶剂、有机粒子和分散剂；本发明提供的棱镜片具有优异的信赖性，减少常规的棱镜片在高温高湿环境下出现的亮度衰减现象，防止了经历高温高湿后膜片出现褶皱的现象。

Description

一种具有优异信赖性的棱镜片及其制备方法

技术领域

本发明涉及光学膜领域，具体涉及一种具有优异信赖性的棱镜片及其制备方法。

背景技术

棱镜片是在膜片的表面有一系列有规律的平行棱柱的膜片，其通过棱柱将侧射光转为正面光及收集反射光来提高背光整体的亮度，也称为增亮片、增亮膜。

棱镜片在许多的电子产品中用于增加背光模组的亮度，包括用于电视、电脑、导航仪、汽车、手机、相机等领域的显示屏。亮度的增加使得背光模组采用较少的能量就能使得电子产品能够有效运作，从而减少了能量的消耗，对元件的热负荷更低，并延长产品的使用寿命。

棱镜片表面的棱柱结构是通过光固化树脂固化在其表面，棱柱使用的材料的折射率对其亮度有影响，通常情况下，棱镜片的亮度增益主要是通过提高光固化树脂的折射率。目前采用的方式有采用高折射率的聚合物材料作为光固化树脂，或者在光固化树脂中添加无机纳米粒子以提高其折射率。然而，这两种方法均存在缺陷：

对于可用于棱镜片制备的聚合物，其最高折射率可达到1.60左右，但是其粘度会达到10000以上，不能够满足现有量产成型固化的要求(一般要求粘度<5000cps/25℃)；

对于在光固化树脂中外添加无机纳米粒子的方式，虽然能满足折射率大于1.60的要求，但是添加的无机纳米粒子与有机类的聚合物不相容以及团聚、分层现象。在长时间的使用，经历不同程度的高低温交变，高低湿度变化，棱镜片的表面结构层会发生分层，脱落等现象，从而导致产品的耐老化、耐高温性能较差，亮度衰减过快，进而容易导致产品膜片的画面异常。

另外，棱镜片的基体材料通常为聚酯类高分子材料，对水分较为敏感，在高温高湿的条件下，会发生褶皱等影响背光整体画面的不良。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有优异信赖性的棱镜片及其制备方法。减少常规的棱镜片在高温高湿环境下出现的亮度衰减现象，防止了经历高温高湿后膜片出现褶皱的现象。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现:

一种具有优异信赖性的棱镜片，所述棱镜片依次包括结构层、透明基材层、粒子层；

所述结构层包括以下重量份的物质：20-50份低聚物组分，20-80份稀释单体，10-50份偏氯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，1-10份光引发剂和0.1-1份表面助剂；

所述透明基材层为高分子聚合物树脂；

所述粒子层包括以下重量份的物质：30-50份溶剂型紫外固化树脂胶水、20-50份溶剂、0.1-2份有机粒子和0.01-0.5份分散剂。

优选的，所述低聚物组分选自环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、氨基改性丙烯酸树脂、聚乙烯改性丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂中得一种或多种。

优选的，所述稀释性单体为己二醇二丙烯酸酯或乙氧化双酚A二丙烯酸酯。

优选的，所述高分子聚合物树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、环烯烃共聚物、聚芳酯、聚醚砜或聚甲基丙烯酸甲酯。

优选的，所述透明基材层为三层共挤、双向拉伸工艺制备的透明聚酯薄膜，包括主层和附着在主层两面的辅层构成，所述主层材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述辅层材料为聚萘二甲酸乙二醇酯。

优选的，所述溶剂型紫外固化树脂胶水包括环氧树脂类、丙烯酸树脂类、聚氨酯类或聚酯树脂中的一种或多种。

优选的，所述溶剂为乙酸乙酯，乙酸丁酯、丁酮、甲苯中的一种或多种组合。

优选的，所述有机粒子包括PMMA、PBMA、PS、Nylon中的一种或至少两种的组合，有机粒子的粒径为5-15μm。

优选的，所述分散剂为不饱和多元羧酸聚合物、聚硅氧烷共聚体、聚醚聚合物、脂肪酸化学类中的一种或多种组合。

一种具有优异信赖性的棱镜片的制备方法，包括以下步骤：

(1)取由两台挤出机三层共挤制成的透明基材，所述的粒子层涂布液经过微凹辊涂布到基材表面上，经过烘箱70-90℃干燥1-3min，在经过UV灯照射固化形成粒子层，此时，基材层的另一面作为上表面；UV灯的总能量控制在380-450J/cm²；

(2)在基材层的上表面涂布一层棱镜结构层。所述棱镜结构层制备时，先将无溶剂型紫外固化树脂胶水涂布于基材的上表面上，经过结构辊挤压成型立即通过UV灯照射，使其固化成型，形成具有微棱镜结构的棱镜结构层，所述UV灯的能量控制在400-450J/cm²。

本发明的有益效果：本发明提供了一种具有优异信赖性的棱镜片及其制备方法，所述棱镜片的结构层中添加偏氯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，可以有效隔绝空气中的水汽，防止水汽的侵入引起膜片的褶皱等不良现象。

所述棱镜片的基体材料采用了隔水性能优异的聚萘二甲酸乙二醇酯，有效避免了空气中的水汽对棱镜片基体材料的侵蚀。与现有的棱镜片相比，本发明提供的棱镜片可以有效改善材质的耐老化性能，具有优异的信赖性。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1：具有优异信赖性的棱镜片的结构示意图，

其中1为棱镜片的结构层，2为粒子层，21为粒子，3和4为透明基材层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供的一种具有优异信赖性的棱镜片，包括结构层、透明基材层、粒子层。使用双向拉伸工艺制备三层的聚酯基材188μm，所述聚酯基材包括聚酯PET的主层和PEN为辅层材料的辅层；取聚氨酯类树脂胶水30质量份，乙酸丁酯溶剂25质量份，PMMA粒子0.5质量份，聚硅氧烷共聚体分散剂0.05质量份，用搅拌器混合均匀后涂布到聚酯基材的表面，置于烘箱中75℃干燥1min，而后采用高压汞灯以380J/cm²的总能量对上述薄膜进行照射，使其UV硬化，得到带有粒子层的聚酯基材；

在将光固化树脂组合物，包括25质量份的环氧丙烯酸树脂、25质量份的己二醇二丙烯酸酯单体、10质量份的偏氯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，2质量份光引发剂和0.15质量份的表面助剂。涂布在聚酯基材的上表面，经过特殊的雕刻辊挤压成型，并以400J/cm²的高压汞灯照射，使其固化成型，最终得到棱镜片。所述棱镜片的高度是50μm，顶角的角度是90°。

实施例2：

本发明提供的一种具有优异信赖性的棱镜片，包括结构层、透明基材层、粒子层。使用双向拉伸工艺制备三层的聚酯基材188μm，所述聚酯基材包括聚酯PET的主层和PEN为辅层材料的辅层；取聚氨酯类树脂胶水35质量份，乙酸丁酯溶剂40质量份，PMMA粒子0.1质量份，聚硅氧烷共聚体分散剂0.02质量份，用搅拌器混合均匀后涂布到聚酯基材的表面，置于烘箱中80℃干燥1min，而后采用高压汞灯以400J/cm²的总能量对上述薄膜进行照射，使其UV硬化，得到带有粒子层的聚酯基材；

在将光固化树脂组合物，包括25质量份的环氧丙烯酸树脂、40质量份的己二醇二丙烯酸酯单体、20质量份的偏氯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，5质量份光引发剂和0.1质量份的表面助剂。涂布在聚酯基材的上表面，经过特殊的雕刻辊挤压成型，并以400J/cm²的高压汞灯照射，使其固化成型，最终得到棱镜片。所述棱镜片的高度是50μm，顶角的角度是90°。

实施例3：

本发明提供的一种具有优异信赖性的棱镜片，包括结构层、透明基材层、粒子层。使用双向拉伸工艺制备三层的聚酯基材225μm，所述聚酯基材包括聚酯PET的主层和PEN为辅层材料的辅层；取聚氨酯类树脂胶水40质量份，乙酸丁酯溶剂42质量份，PMMA粒子1.2质量份，聚硅氧烷共聚体分散剂0.2质量份，用搅拌器混合均匀后涂布到聚酯基材的表面，置于烘箱中80℃干燥1min，而后采用高压汞灯以400J/cm²的总能量对上述薄膜进行照射，使其UV硬化，得到带有粒子层的聚酯基材；

在将光固化树脂组合物，包括35质量份的环氧丙烯酸树脂、50质量份的己二醇二丙烯酸酯单体、30质量份的偏氯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，5质量份光引发剂和0.5质量份的表面助剂。涂布在聚酯基材的上表面，经过特殊的雕刻辊挤压成型，并以420J/cm²的高压汞灯照射，使其固化成型，最终得到棱镜片。所述棱镜片的高度是50μm，顶角的角度是90°。

实施例4：

本发明提供的一种具有优异信赖性的棱镜片，包括结构层、透明基材层、粒子层。使用双向拉伸工艺制备三层的聚酯基材225μm，所述聚酯基材包括聚酯PET的主层和PEN为辅层材料的辅层；取聚氨酯类树脂胶水45质量份，乙酸丁酯溶剂40质量份，PMMA粒子1.5质量份，聚硅氧烷共聚体分散剂0.3质量份，用搅拌器混合均匀后涂布到聚酯基材的表面，置于烘箱中85℃干燥1min，而后采用高压汞灯以420J/cm²的总能量对上述薄膜进行照射，使其UV硬化，得到带有粒子层的聚酯基材；

在将光固化树脂组合物，包括35质量份的环氧丙烯酸树脂、50质量份的己二醇二丙烯酸酯单体、30质量份的偏氯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，5质量份光引发剂和0.6质量份的表面助剂。涂布在聚酯基材的上表面，经过特殊的雕刻辊挤压成型，并以420J/cm²的高压汞灯照射，使其固化成型，最终得到棱镜片。所述棱镜片的高度是50μm，顶角的角度是90°。

实施例5:

本发明提供的一种具有优异信赖性的棱镜片，包括结构层、透明基材层、粒子层。使用双向拉伸工艺制备三层的聚酯基材250μm，所述聚酯基材包括聚酯PET的主层和PEN为辅层材料的辅层；取聚氨酯类树脂胶水48质量份，乙酸丁酯溶剂50质量份，PMMA粒子1.6质量份，聚硅氧烷共聚体分散剂0.25质量份，用搅拌器混合均匀后涂布到聚酯基材的表面，置于烘箱中85℃干燥1min，而后采用高压汞灯以420J/cm²的总能量对上述薄膜进行照射，使其UV硬化，得到带有粒子层的聚酯基材；

在将光固化树脂组合物，包括35质量份的环氧丙烯酸树脂、60质量份的己二醇二丙烯酸酯单体、40质量份的偏氯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，8质量份光引发剂和0.8质量份的表面助剂。涂布在聚酯基材的上表面，经过特殊的雕刻辊挤压成型，并以420J/cm²的高压汞灯照射，使其固化成型，最终得到棱镜片。所述棱镜片的高度是50μm，顶角的角度是90°。

取样实施例1-5的棱镜片，放置到高温高湿交变试验箱中，实验条件为60℃、90％RH，1000hr，观察棱镜片放入试验箱前后的外观，测试前后的光学增益效果。

实施例1-5的棱镜片，经历高温高湿的条件后，外观并无大的变化，测试的光学增益效果没有明显降低。

实施例1-5的棱镜片经历高温高湿前后光学数据

测试仪器为BM-7A，测试模组架构为两张棱镜片、一张扩散片。

综上，本发明提供的一种具有优异信赖性的棱镜片，可以有效改善材质的耐老化性能，具有优异的信赖性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种具有优异信赖性的棱镜片，其特征在于，所述棱镜片依次包括结构层、透明基材层、粒子层；

所述结构层包括以下重量份的物质：20-50份低聚物组分，20-80份稀释单体，10-50份偏氯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物，1-10份光引发剂和0.1-1份表面助剂；

所述透明基材层为高分子聚合物树脂；

所述粒子层包括以下重量份的物质：30-50份溶剂型紫外固化树脂胶水、20-50份溶剂、0.1-2份有机粒子和0.01-0.5份分散剂。

2.如权利要求1所述的具有优异信赖性的棱镜片，其特征在于，所述低聚物组分选自环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、氨基改性丙烯酸树脂、聚乙烯改性丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂中得一种或多种。

3.如权利要求2所述的具有优异信赖性的棱镜片，其特征在于，所述稀释性单体为己二醇二丙烯酸酯或乙氧化双酚A二丙烯酸酯。

4.如权利要求3所述的具有优异信赖性的棱镜片，其特征在于，所述高分子聚合物树脂为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、环烯烃共聚物、聚芳酯、聚醚砜或聚甲基丙烯酸甲酯。

5.如权利要求4所述的具有优异信赖性的棱镜片，其特征在于，所述透明基材层为三层共挤、双向拉伸工艺制备的透明聚酯薄膜，包括主层和附着在主层两面的辅层构成，所述主层材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述辅层材料为聚萘二甲酸乙二醇酯。

6.如权利要求5所述的具有优异信赖性的棱镜片，其特征在于，所述溶剂型紫外固化树脂胶水包括环氧树脂类、丙烯酸树脂类、聚氨酯类或聚酯树脂中的一种或多种。

7.如权利要求6所述的具有优异信赖性的棱镜片，其特征在于，所述溶剂为乙酸乙酯，乙酸丁酯、丁酮、甲苯中的一种或多种组合。

8.如权利要求7所述的具有优异信赖性的棱镜片，其特征在于，所述有机粒子包括PMMA、PBMA、PS、Nylon中的一种或至少两种的组合，有机粒子的粒径为5-15μm。

9.如权利要求8所述的具有优异信赖性的棱镜片，其特征在于，所述分散剂为不饱和多元羧酸聚合物、聚硅氧烷共聚体、聚醚聚合物、脂肪酸化学类中的一种或多种组合。

10.一种如权利要求1-9任一所述的具有优异信赖性的棱镜片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取由两台挤出机三层共挤制成的透明基材，所述的粒子层涂布液经过微凹辊涂布到基材表面上，经过烘箱70-90℃干燥1-3min，在经过UV灯照射固化形成粒子层，此时，基材层的另一面作为上表面；UV灯的总能量控制在380-450J/cm²；

(2)在基材层的上表面涂布一层棱镜结构层。所述棱镜结构层制备时，先将无溶剂型紫外固化树脂胶水涂布于基材的上表面上，经过结构辊挤压成型立即通过UV灯照射，使其固化成型，形成具有微棱镜结构的棱镜结构层，所述UV灯的能量控制在400-450J/cm²。