CN107272092A

CN107272092A - 一种防翘曲扩散膜及其制备方法

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Publication number: CN107272092A
Application number: CN201710521524.9A
Authority: CN
Inventors: 李长顺
Original assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Current assignee: Zhangjiagang Kangdexin Optronics Material Co Ltd
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2017-10-20
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: CN107272092B

Abstract

本发明公开了一种防翘曲扩散膜，包括基材、设置在基材一面的正涂层和设置在基材另一面的底涂层，所述基材的横向热收缩率<0.5％，纵向热收缩率<1％，所述正涂层包括丙烯酸树脂、扩散粒子、固化剂、分散剂和防水助剂。本发明还公开了防翘曲扩散膜制备方法，采用低应力基材，涂布前先对基材进行预热处理以进一步消除内应力，在基材上下表面进行涂层处理，正涂层中添加防水助剂，涂布完成后进行熟化操作。本发明的扩散膜翘曲程度较低，且无明显鼓包、波浪翘现象，液晶显示质量较好。

Description

一种防翘曲扩散膜及其制备方法

技术领域

本发明属于扩散膜领域，具体涉及一种防翘曲扩散膜及其制备方法。

背景技术

在液晶显示技术中，扩散膜是重要的部件。扩散膜的主要作用是将LED灯珠发出的点光源发散变为面光源。扩散膜包括上扩散膜和下扩散膜。上扩散膜与下扩散膜的区别为雾度、透过率不一致。下扩散膜接触到导光板，要求具备较好的防止刮伤导光板的能力。上扩散膜接触到面板，要求具备较好的防止刮伤偏光片能力。同时，显示技术对扩散膜片的平整性有较高要求。扩散膜片产生翘曲，对显示效果会产生较大影响，会产生色泽不均匀性，品味下降。目前模组组装时，对翘曲的要求较严格。对单体的要求为小于2mm，有些厂家要求小于1mm。同时要求，高温(65℃)、高温高湿(65℃、95％湿度)条件下，模组内的膜片无色泽不均匀性现象，品味良好。

扩散膜主要由PET基材、扩散粒子、胶黏剂、助剂等组成。扩散膜包括正面涂层以及背面涂层。正面涂层对光学性能影响较大，背面涂层主要为功能层。正面涂层厚度大于背面涂层。由于PET、扩散粒子、胶黏剂都有一定的吸水性。膜片在高温高湿状态下都会吸水，由于正面厚度大于背面厚度，吸水后的双面应力不同导致翘曲。另一方面，PET在双向拉升的过程中，如果应力释放不完全，在做完扩散膜后，在温度、湿度的作用下，膜片开始释放应力，很容易产生边缘波浪翘、鼓包等现象。

现有技术中控制翘曲的方式主要有以下几种方式：1、针对模组，设计防止膜片翘曲的模组，缺点在于设计费用较高；2、针对扩散板，在扩散板基材两面涂布隔离层，隔离层物质为环烯烃物质，同时具备防水功能；3、针对红外截止滤光片，在红外截止滤光片镀不同折射率的复合膜层，保证两面的应力相当；4、针对反射膜，采用上下涂层共挤方式，控制两面的应力平衡，或对反射膜浸泡防水涂层，达到防水和应力平衡的作用；5、针对聚酰亚胺薄膜，在分子链中加入应力释放和分子变形的分散缓冲材料，起到消除应力效果；6、针对扩散膜，保证上扩散层和下扩散层的高度差≤3um，对调节其他物性有限制。

以上控制翘曲的方式，基本原理都是在尽量消除内应力、膜上下表面应力平衡、防水。但是存在设计费用高、操作性不高、有局限性等缺点。同时，有些方法(如挤出、电镀)无法复制到扩散膜中。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种防翘曲扩散膜，以解决现有技术中扩散膜翘曲以及显示效果较差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种防翘曲扩散膜，包括基材、设置在基材一面的正涂层和设置在基材另一面的底涂层，所述基材的横向热收缩率<0.5％，纵向热收缩率<1％，所述正涂层包括丙烯酸树脂、扩散粒子、固化剂、分散剂和防水助剂。

进一步地，基材为光学级聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯树脂、聚丙烯树脂中的任一种，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

进一步地，丙烯酸树脂的TG点与所述基材的TG点差值小于10℃。

进一步地，扩散粒子为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)、聚苯乙烯(PS)、尼龙(NYLON)中的一种或多种。

进一步地，扩散粒子为平均粒径为5～20μm，且至少含两种不同粒径的粒子。

进一步地，防水助剂为硅烷类物质，优选为BYK3700。

进一步地，底涂层包括UV固化改性丙烯酸树脂。

进一步地，基材与正涂层之间还设置有底涂层。

进一步地，基材的两面还分别设置有预涂层。

此外，为实现上述目的，本发明提供了一种防翘曲扩散膜的制备方法，包括如下步骤：

1)基材预热处理：将基材在40-80℃梯度烘箱中，以5-20m/min速度经过烘箱进行收卷。

2)底涂层制备：将含UV固化改性丙烯酸树脂的涂布液涂覆于基材表面后，以20-40m/min速度，经过干燥烘箱挥发溶剂，通过紫外灯，收卷。

3)正涂层制备：将完成底涂层的基材放卷至涂头区域，将由扩散粒子、稀释剂、丙烯酸树脂、流平剂、分散剂、固化剂和防水助剂混合好的涂布液用凹版辊涂覆于基材的表面，以15-35m/min速度，经过干燥烘箱挥发溶剂，收卷得到扩散膜正涂层。

进一步地，在步骤2)和步骤3)之间还包括，在基材的另一面涂布底涂层。

进一步地，还包括，在步骤3)后进行熟化操作，在50℃的熟化室熟化24h。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明采用横向热收缩率<0.5％，纵向热收缩率<1％的低应力基材，涂布前先对基材进行预热处理以进一步消除内应力，在基材上下表面进行涂层处理，正涂层中添加防水助剂，涂布完成后进行熟化操作，以降低扩散膜翘曲程度，明显提高了液晶显示质量。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明一种实施方式的防翘曲扩散膜结构示意图；

图2示出了本发明另一种实施方式的防翘曲扩散膜结构示意图；

图3示出了本发明再一种实施方式的防翘曲扩散膜结构示意图；

其中，10为基材，11,12为预涂层，20为底涂层，30为正涂层。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

由背景技术可知，现有的扩散膜翘曲严重，对显示效果影响较大，易产生色泽不均匀性，且在高温高湿条件下翘曲更严重，显示效果较差。本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种防翘曲扩散膜，如图1所示，包括基材10、设置在基材一面的正涂层30和设置在基材另一面的底涂层20，所述基材10的横向热收缩率<0.5％，纵向热收缩率<1％，正涂层包括丙烯酸树脂、扩散粒子、固化剂、分散剂和防水助剂。

上述基材为光学级聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯树脂(PC)、聚丙烯树脂中的任一种，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。上述基材在生产过程中经过双向拉伸、结晶等过程，横向(TD方向)热收缩率<0.5％,纵向(MD方向)热收缩率<1％，因而基材的应力较低。

正涂层丙烯酸树脂可以选自本领域内常见的丙烯酸树脂，其TG点与基材的TG点差值小于10℃，这样可以在热膨胀冷缩过程中保持一致，降低应力差，减轻扩散膜的翘曲程度。正涂层扩散粒子为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)、聚苯乙烯(PS)、尼龙(NYLON)中的一种或多种，平均粒径为5～20μm，且至少含两种不同粒径的粒子。固化剂为本领域常见的异氰酸酯固化剂，可以与本发明的丙烯酸酯发生热固化反应。

为了防止扩散膜在高温高湿条件下吸水，导致扩散膜双面应力大引起翘曲，上述正涂层中还包括防水助剂，防水助剂可以选自市面上常见的硅烷类物质，例如BKY3700。通过在正涂层中添加防水助剂，可以使扩散膜表面具有较好的疏水效果，有效改善扩散膜吸水性能，降低翘曲。

上述正涂层的涂布液中还包括稀释溶剂、流平剂等。所述稀释溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、环己酮中的两种或两种以上混合溶剂，所述流平剂为市面上常见的流平助剂。

本发明的底涂层包括UV固化改性丙烯酸树脂、扩散粒子、溶剂、引发剂等，上述UV固化改性丙烯酸树脂、扩散粒子、溶剂、引发剂均为本领域常见的树脂、粒子、溶剂和引发剂，在此不再赘述。上述底涂层中还可以添加抗静电剂，使防翘曲扩散膜具有一定的抗静电性能，所述抗静电剂为本领域常见的物质。

在本发明的一种优选地实施方式中，如图2所示，基材10与正涂层30之间还设置有底涂层20，从而使基材10两面均设置有底涂层，通过在基材上下表面进行底涂，涂布物质结构更致密，从而达到基材上下表面的应力平衡。

在本发明的另一种优选地实施方式中，如图3所示，基材10的两面还分别设置有预涂层，既可以改善正涂层、底涂层与基材的附着力，又能增加致密度，使基材上下表面应力平衡。

此外，本发明还提供了一种防翘曲扩散膜的制备方法，包括如下步骤：

上述步骤1)中，在基材TG点附近温度，对基材进行预热处理，基材中的高分子分子链重新定向排列，能进一步消除内应力。

在本发明的一种优选地实施方式中，在步骤2)和步骤3)之间还包括，在基材的另一面涂布底涂层，从而使基材双面形成底涂层，涂布物质结构更致密，从而达到基材上下表面的应力平衡。

在本发明的另一种优选的实施方式中，还包括，在步骤3)后进行熟化操作，在50℃的熟化室熟化24h。熟化过程是扩散膜尺寸稳定的一个重要步骤，熟化过程中，未完全反应的反应持续进行，并且在适当的温度条件下，胶层的大分子链在进行排列，消除了内应力。

以下将结合实施例和对比例，进一步说明本发明的有益效果。显然，所描述的实施例仅仅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做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

如图1所示的防翘曲扩散膜，采用188μm的光学级PET，横向热收缩率为0.2％，纵向热收缩率为0.5％，将所述光学级PET以20m/min速度经过40-80℃梯度烘箱进行处理并收卷；将底涂层涂布液涂覆于基材表面后，以40m/min速度，经过干燥烘箱挥发溶剂，通过紫外灯，收卷；将完成底涂层的基材放卷至涂头区域，将正涂层涂布液用凹版辊涂覆于基材的表面，以35m/min速度，经过干燥烘箱挥发溶剂，收卷得到扩散膜正涂层。

其中，正涂层涂布液为26份的乙酸乙酯、26份的乙酸丁酯、24份改性丙烯酸，8.5份的5μm和12.6份12μm多分散PMMA粒子，0.5份的分散剂P104S(BYK制造)，0.1份的流平剂BYK354(BYK制造)，1份BYK3700，1.3份的固化剂(型号DHD01A、KDX)的混合物。底涂层涂布液为30份乙酸乙酯、30份乙酸丁酯、35份改性丙烯酸UV树脂(HAS03A，KDX)、4份5μm PBMA粒子、1份引发剂184(双键化工制造)的混合物。

实施例2

如图1所示的防翘曲扩散膜，采用100μm的光学级PET，横向热收缩率为0.3％，纵向热收缩率为0.8％，将所述光学级PET以10m/min速度经过40-80℃梯度烘箱进行处理并收卷；将底涂层涂布液涂覆于基材表面后，以30m/min速度，经过干燥烘箱挥发溶剂，通过紫外灯，收卷；将完成底涂层的基材放卷至涂头区域，将正涂层涂布液用凹版辊涂覆于底涂层的表面，以25m/min速度，经过干燥烘箱挥发溶剂，收卷得到扩散膜正涂层。所述正涂层、底涂层涂布液同实施例1。

实施例3

如图2所示的防翘曲扩散膜，采用100μm的光学级PET，横向热收缩率为0.3％，纵向热收缩率为0.8％，将所述光学级PET以5m/min速度经过40-80℃梯度烘箱进行处理并收卷；将底涂层涂布液涂覆于基材表面后，以20m/min速度，经过干燥烘箱挥发溶剂，通过紫外灯，收卷；以同样的方式在基材另一面涂布底涂层，完成双面底涂；将完成双面底涂层的基材放卷至涂头区域，将正涂层涂布液用凹版辊涂覆于底涂层的表面，以15m/min速度，经过干燥烘箱挥发溶剂，收卷得到扩散膜正涂层。所述正涂层、底涂层涂布液同实施例1。

实施例4

如图3所示的防翘曲扩散膜，与实施例2相比，区别在于：基材预热处理后，在基材两面分别涂布预涂层11和12，预涂层材料为水性聚氨酯丙烯酸树脂。

实施例5

与实施例3相比，将收卷得到的扩散膜继续进行熟化操作，在50℃的熟化室熟化24h。

对比例1

与实施例1区别在于：光学级PET，横向热收缩率为1％，纵向热收缩率为1.4％，不包括预热处理。

对比例2

与实施例1区别在于：光学级PET，横向热收缩率为1％，纵向热收缩率为1.4％，正涂层不含防水助剂。

利用透射雾影仪(NDH2000，日本电色)来测量防翘曲扩散膜的透过率(T)和雾度(H)。采用水接触角仪(厂家Kruss、型号DSA25-Kruss)来测定防翘曲扩散膜的水接触角。将扩散膜在高温高湿(65℃、95％湿度)的环境下放置500h后取出放置在玻璃板上，测试翘曲的高度。目视观察扩散膜的波浪翘及鼓包情况。

测试结果如下表所示：

H/％

T/％

水接触角

翘曲/mm

波浪翘

鼓包

实施例1

96.55

75.78

103.3°

0.85

无

实施例2

95.96

76.88

102°

0.95

无

实施例3

95.34

76.23

102°

0.2

无

实施例4

95.62

74.98

102.4°

0.6

无

实施例5

95.90

75.01

101.9°

0.1

无

对比例1

94.97

76.32

102.1°

1.6

无

有

对比例2

96.01

76.32

90°

2

有

无

由以上实施例和对比例可知，本发明采用横向热收缩率<0.5％，纵向热收缩率<1％的低应力基材，涂布前先对基材进行预热处理以进一步消除内应力，在基材上下表面进行涂层处理，正涂层中添加防水助剂，涂布完成后进行熟化操作。本发明的扩散膜翘曲值<1mm，且无明显鼓包、波浪翘现象，液晶显示质量较好。

需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释说明，不应将其理解为对本发明技术方案的限定，任何采用本发明实质发明内容而仅作局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种防翘曲扩散膜，包括基材(10)、设置在基材一面的正涂层(30)和设置在基材另一面的底涂层(20)，其特征在于：所述基材(10)的横向热收缩率<0.5％，纵向热收缩率<1％，所述正涂层包括丙烯酸树脂、扩散粒子、固化剂、分散剂和防水助剂。

2.根据权利要求1所述的防翘曲扩散膜，其特征在于：所述基材为光学级聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯树脂、聚丙烯树脂中的任一种，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

3.根据权利要求1所述的防翘曲扩散膜，其特征在于：所述丙烯酸树脂的TG(玻璃化转移温度)点与所述基材的TG点差值小于10℃。

4.根据权利要求1所述的防翘曲扩散膜，其特征在于：所述扩散粒子为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)、聚苯乙烯(PS)、尼龙(NYLON)中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的防翘曲扩散膜，其特征在于：所述扩散粒子为平均粒径为5～20μm，且至少含两种不同粒径的粒子。

6.根据权利要求1所述的防翘曲扩散膜，其特征在于：所述防水助剂为硅烷类物质，优选为BYK3700。

7.根据权利要求1所述的防翘曲扩散膜，其特征在于：所述底涂层包括UV固化改性丙烯酸树脂。

8.根据权利要求1所述的防翘曲扩散膜，其特征在于：所述基材(10)与所述正涂层(30)之间还设置有底涂层(20)。

9.根据权利要求1所述的防翘曲扩散膜，其特征在于：所述基材(10)的两面还分别设置有预涂层。

10.一种防翘曲扩散膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

11.根据权利要求10所述的防翘曲扩散膜的制备方法，其特征在于：在步骤2)和步骤3)之间还包括，在基材的另一面涂布底涂层。

12.根据权利要求10或11所述的防翘曲扩散膜的制备方法，其特征在于：还包括，在步骤3)后进行熟化操作，在50℃的熟化室熟化24h。