CN108196327A - 一种抗划伤光学扩散膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学扩散膜，尤其是一种抗划伤光学扩散膜及其制备方法。为了解决现有光学扩散膜的防粘连层易刮伤导光板的问题，本发明提供一种抗划伤光学扩散膜及其制备方法。所述扩散膜包括基材层、光扩散层、防粘连层，所述光扩散层位于所述基材层的一侧，所述防粘连层位于所述基材层的另一侧；所述防粘连层包含气泡结构。该光学扩散膜的防粘连层不易刮伤导光板，且结构简单、制作方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学扩散膜，尤其是一种抗划伤光学扩散膜及其制备方法。
背景技术
光学扩散膜广泛应用于液晶背光模组显示器、广告背景照明、灯箱广告等领域。尤其在液晶背光模组显示器中，扩散膜是关键的部件。扩散膜主要是将线型光源均匀的转变为一个均匀的面光源
背光模组(BLU)通常由反射片、导光板、光学膜(扩散膜、增亮膜)组成。目前市场常用的导光板主要是聚甲基丙烯酸甲酯(亚克力)、聚碳酸脂(PC)，其表面铅笔硬度高，挺型好，但是其价格昂贵，柔韧性差，不易加工。为了节省背光模组的成本，导光板的材质已经逐渐转变为聚丙烯酸酯有机-无机纳米复合材料(MS)，其柔韧性好，便于加工生产，但是其表面铅笔硬度下降，自身耐划伤性能下降。
一般的光学扩散膜包含基材、正面光扩散层和背面防粘连层。扩散层和防粘连层中一般都包含树脂成膜物、光扩散粒子(PMMA、PBMA、PA、PU、PS等)、助剂。
光学扩散膜的防粘连层含有抗粘粒子，在运输以及震动测试过程中会和接触的导光板产生摩擦，导光板易出现划伤，导致液晶显示模组出现不良。
发明内容
为了解决现有光学扩散膜的防粘连层易刮伤导光板的问题，本发明提供一种抗划伤光学扩散膜及其制备方法。该光学扩散膜的防粘连层包含气泡结构，不易刮伤导光板，且结构简单、制作方便。
为了解决上述技术问题，本发明采用下面的技术方案为。
本发明提供一种抗划伤光学扩散膜，所述扩散膜包括基材层、光扩散层、防粘连层，所述光扩散层位于所述基材层的一侧，所述防粘连层位于所述基材层的另一侧；所述防粘连层包含气泡结构。
进一步的，所述气泡为空气泡。
进一步的，在所述的抗刮伤光学扩散膜中，所述防粘连层不包括抗粘连粒子。
一种抗划伤光学扩散膜，包括基材、光扩散层、防粘连层，光扩散层包含树脂成膜物、光扩散粒子、助剂；防粘连层包含树脂成膜物、空气泡、助剂。
进一步的，所述基材层的厚度为25-300μm。所述光扩散涂层的厚度为21-23μm。所述防粘连层的厚度为7-10μm。
进一步的，在所述的抗刮伤光学扩散膜中，所述基材层的材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、或聚苯乙烯中的一种或至少两种的组合。
进一步的，在所述的抗刮伤光学扩散膜中，所述光扩散层包括树脂成膜物，光扩散粒子。
进一步的，在所述的抗刮伤光学扩散膜中，所述光扩散粒子的重量占光扩散层总重量的51％。
进一步的，所述光扩散层包括树脂成膜物和扩散粒子，所述树脂成膜物选自丙烯酸树脂、聚氨酯、丙烯多元醇、或环氧树脂中的一种或者至少两种的组合。
进一步的，所述光扩散层中的光扩散粒子可选用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粒子、聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)粒子、聚丙烯(PP)粒子、聚乙烯(PE)粒子、聚酰胺(PA)粒子、聚苯乙烯(PS)粒子、二氧化钛粒子、二氧化硅粒子、或有机硅粒子中的一种或者至少两种的组合。
进一步的，在所述的抗刮伤光学扩散膜中，所述防粘连层中的气泡的尺寸为2-9μm。
进一步的，抗划伤光学扩散膜的防粘连层中空气泡的产生方式为在树脂成膜物中加入发泡剂，加热发泡。
进一步的，在所述的抗刮伤光学扩散膜中，所述防粘连层的厚度为7-10μm。
进一步的，助剂选自光引发剂、光聚合促进剂、流平剂、发泡剂、固化剂、爽滑剂、抗静电剂、抗氧化剂、或核化剂(即成核剂)中的一种或至少两种的组合。
进一步的，助剂选自光引发剂、流平剂、发泡剂、固化剂、爽滑剂、抗静电剂、核化剂中的一种或至少两种的组合。
进一步的，抗划伤光学扩散膜的防粘连层中的发泡剂选自偶氮化合物发泡剂、或亚硝基化合物发泡剂中的一种或者至少两种的混合。
进一步的，在制备过程中，防粘连层的材料先配制成涂布液，所述涂布液包括树脂胶黏剂和发泡剂，所述发泡剂的添加量为防粘连涂布液的0.4％-0.6％，所述含量为重量百分含量。
在制备过程中，所述光扩散层的材料先配制成扩散涂布液，所述扩散涂布液包括下述组份：UV丙烯酸树脂16.2％，光引发剂2.9％，光扩散粒子20.4％，溶剂60％，助剂0.5％。
进一步的，所述光扩散粒子包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA光扩散粒子)14.9％，聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA光扩散粒子)5.5％。
进一步的，所述扩散涂布液中的溶剂包括乙酸丁酯30％，丁酮30％。
进一步的，所述扩散涂布液中的助剂包括流平剂、抗静电剂。
进一步的，所述扩散涂布液中的助剂包括流平剂、抗静电剂和爽滑剂。
在制备过程中，所述防粘连层的材料先配制成防粘涂布液，所述防粘涂布液包括下述组份：丙烯酸树脂16.2％，异氰酸酯固化剂2.9％，发泡剂0.4-0.6％，溶剂79.7-79.9％，助剂0.6％。
进一步的，所述防粘涂布液中的溶剂包括乙酸丁酯，丁酮。
进一步的，所述防粘涂布液中的助剂包括流平剂、成核剂和抗静电剂。
进一步的，在扩散涂布液中，UV丙烯酸树脂的固体成分：60％。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光扩散粒子的平均粒径18μm，分散系数：50％。聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)光扩散粒子的平均粒径18μm，分散系数：40％。
进一步的，在防粘涂布液中，丙烯酸树脂的固体成分：100％。异氰酸酯固化剂的固体成分：50％。
本发还提供一种所述的抗刮伤光学扩散膜的制备方法，所述方法包括下述步骤：
(1)将光扩散层的材料配制成扩散涂布液；
(2)将扩散涂布液涂布在基材层的一个表面，固化形成光扩散层；
(3)将防粘连层的材料配制成防粘涂布液；
(4)将防粘涂布液涂布在基材层的另一个表面，固化形成防粘连层。
进一步的，本发明的扩散膜的光扩散层，是在树脂成膜物中添加适当的光扩散粒子、助剂以及适当的溶剂调配成涂布液，采用棒涂布法、微凹涂布法、刮刀涂布法、喷涂法等涂布方式经过干燥等固化而形成。
进一步的，本发明的扩散膜的防粘连层，是在树脂成膜物中添加适当的发泡剂等助剂以及适当的溶剂调配成涂布液，采用棒涂布法、微凹涂布法、刮刀涂布法、喷涂法等涂布方式经过加温发泡、干燥等固化而形成。
与现有技术相比，本发明的抗划伤光学扩散膜的防粘连层不使用抗粘粒子而采用空气泡代替抗粘粒子，增加了防粘连层的透光性和柔软性，不但提高了光学扩散膜的辉度而且克服了防粘连层与柔性导光板之间由于摩擦产生的导光板自身的划伤，同时降低了光学扩散膜的加工成本。
附图说明
图1为本发明实施实例1的抗刮伤光学扩散膜的剖面结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步的详细描述。
如图1所示，本发明提供的抗刮伤光学扩散膜，包括基材层1、光扩散层2、防粘连层3、光扩散粒子4、空气泡5、树脂成膜物6、助剂7。
实施例1
按照表1的物料表，通过搅拌得到光扩散层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的上表面，紫外光照固化，得到厚度为21μm的光扩散层；按照表2的物料表，加入适量的偶氮化合物发泡剂，通过搅拌得到防粘连层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的下表面，加热发泡并同步固化，得到厚度为7μm含有空气泡的防粘连层。测试结果见表23中。
表1光扩散层涂布液成分表
表2防粘连层涂布液成分表
实施例2
按照表3的物料表，通过搅拌得到光扩散层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的上表面，紫外光照固化，得到厚度为22μm的光扩散层；按照表4的物料表，加入适量的偶氮化合物发泡剂，通过搅拌得到防粘连层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的下表面，加热发泡并同步固化，得到厚度为9μm含有空气泡的防粘连层。测试结果见表23中。
表3光扩散层涂布液成分表
表4防粘连层涂布液成分表
实施例3
如实施例2所述，不同之处在于使用PET基材厚度为25μm，测试结果见表23中。
实施例4
如实施例2所述，不同之处在于使用PET基材厚度为300μm，测试结果见表23中。
实施例5
按照表5的物料表，通过搅拌得到光扩散层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的上表面，紫外光照固化，得到厚度为23μm的光扩散层；按照表6的物料表，加入适量的偶氮化合物发泡剂，通过搅拌得到防粘连层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的下表面，加热发泡并同步固化，得到厚度为10μm含有空气泡的防粘连层。测试结果见表23中。
表5光扩散层涂布液成分表
表6防粘连层涂布液成分表
对比例1
提供一种扩散膜，按照表7的物料表，通过搅拌得到光扩散层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的上表面，加热固化，得到厚度为22μm的光扩散层；按照表8的物料表，通过搅拌得到防粘连层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的下表面，固化，得到厚度为7μm的防粘连层。防粘连层内无发泡剂，有防粘连粒子。测试结果见表中24。
表7光扩散层涂布液成分表
表8防粘连层涂布液成分表
对比例2
提供一种扩散膜，按照表9的物料表，通过搅拌得到光扩散层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的上表面，加热固化，得到厚度为23μm的光扩散层；按照表10的物料表，通过搅拌得到防粘连层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的下表面，得到厚度为6μm的防粘连层。防粘连层内无发泡剂，有防粘连粒子。测试结果见表中24。
表9光扩散层涂布液成分表
表10防粘连层涂布液成分表
对比例3
按照表11的物料表，通过搅拌得到光扩散层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的上表面，加热固化，得到厚度为23μm的光扩散层；按照表12的物料表，加入适量的偶氮化合物发泡剂，通过搅拌得到防粘连层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的下表面，加热发泡并同步固化，得到厚度为7μm含有空气泡的防粘连层。测试结果见表23中。
表11光扩散层涂布液成分表
表12防粘连层涂布液成分表
对比例4
按照表13的物料表，通过搅拌得到光扩散层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的上表面，加热固化，得到厚度为22μm的光扩散层；按照表14的物料表，加入适量的偶氮化合物发泡剂，通过搅拌得到防粘连层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的下表面，加热发泡并同步固化，得到厚度为5μm含有空气泡的防粘连层。测试结果见表23中。
表13光扩散层涂布液成分表
表14防粘连层涂布液成分表
对比例5
按照表15的物料表，通过搅拌得到光扩散层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的上表面，加热固化，得到厚度为22μm的光扩散层；按照表16的物料表，加入适量的偶氮化合物发泡剂，通过搅拌得到防粘连层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的下表面，加热发泡并同步固化，得到厚度为8μm含有空气泡的防粘连层。测试结果见表23中。
表15光扩散层涂布液成分表
表16防粘连层涂布液成分表
对比例6
按照表17的物料表，通过搅拌得到光扩散层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的上表面，加热固化，得到厚度为25μm的光扩散层；按照表18的物料表，加入适量的偶氮化合物发泡剂，通过搅拌得到防粘连层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的下表面，加热发泡并同步固化，得到厚度为7μm含有空气泡的防粘连层。测试结果见表23中。
表17光扩散层涂布液成分表
表18防粘连层涂布液成分表
对比例7：
按照表19的物料表，通过搅拌得到光扩散层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的上表面，紫外光照固化，得到厚度为21μm的光扩散层；按照表20的物料表，加入适量的偶氮化合物发泡剂，通过搅拌得到防粘连层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的下表面，加热发泡并同步固化，得到厚度为12μm含有空气泡的防粘连层。测试结果见表23中。
表19光扩散层涂布液成分表
表20防粘连层涂布液成分表
对比例8：
按照表21的物料表，通过搅拌得到光扩散层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的上表面，紫外光照固化，得到厚度为23μm的光扩散层；按照表22的物料表，加入适量的偶氮化合物发泡剂，通过搅拌得到防粘连层涂布液，将涂布液涂覆在188μm的PET的下表面，加热发泡并同步固化，得到厚度为14μm含有空气泡的防粘连层。测试结果见表23中。
表21光扩散层涂布液成分表
表22防粘连层涂布液成分表
对比例9
如对比例8所述，不同之处在于防粘连层的厚度为15μm，测试结果见表23中。
本发明得到的光学扩散膜的磨擦测试：
准备实施例1-5以及对比例1-9的样本各10片，先用激光共聚焦3D显微镜观察实施例1-5、对比例3-9中防粘层气泡以及对比例1-2中防粘粒子的大小和多少。后选择MS柔性材质的导光板表面光滑和带结构的两种，在耐磨测试机器下测试扩散膜防粘连层与导光板之间的摩擦效果。
耐磨性检测主要为测试后导光板表观的检查，按照导光板的磨损程度分为0级(无磨损)、1(轻微磨损，但不影响使用)、2级(中度磨损，影响使用)、3级(严重磨损，不可使用)。
表23实施例1-5和对比例3-9提供的扩散膜的测试结果
表24对比例1-2提供的扩散膜的测试结果
从表23可以看出，防粘连层随着里发泡剂含量增加后，在相同的固化条件下，气泡逐渐变大，逐渐变多。防粘连层中的气泡大小在2-9μm个数在51-72个之间对MS柔性导光板的磨损程度较优良。对比例3-6发泡剂添加量少，防粘连层中气泡小而且个数小，对MS柔性导光板的磨损程度并不佳；对比例7-9发泡剂添加量多，防粘连层中气泡大而且个数多，对对MS柔性导光板的磨损程度也不佳。
从表24可以看出，现有扩散膜防粘连层使用防粘连粒子，在相同的大小和个数情况下，对MS柔性导光板的磨损程度较本发明而言差很多。
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 (10)
1.一种抗划伤光学扩散膜，其特征在于，所述扩散膜包括基材层、光扩散层、防粘连层，所述光扩散层位于所述基材层的一侧，所述防粘连层位于所述基材层的另一侧；所述防粘连层包含气泡结构。
2.根据权利要求1所述的抗刮伤光学扩散膜，其特征在于，所述防粘连层不包括抗粘连粒子。
3.根据权利要求1所述的抗刮伤光学扩散膜，其特征在于，所述光扩散层包括树脂成膜物和扩散粒子。
4.根据权利要求1所述的抗刮伤光学扩散膜，其特征在于，所述基材层的材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、或聚苯乙烯中的一种或至少两种的组合。
5.根据权利要求1所述的抗刮伤光学扩散膜，其特征在于，所述光扩散层包括树脂成膜物和光扩散粒子，所述树脂成膜物选自丙烯酸树脂、聚氨酯、丙烯多元醇、或环氧树脂中的一种或者至少两种的组合。
6.根据权利要求5所述的抗刮伤光学扩散膜，其特征在于，所述光扩散粒子的重量占光扩散层总重量的51％。
7.根据权利要求1所述的抗刮伤光学扩散膜，其特征在于，所述防粘连层中的气泡的尺寸为2-9μm。
8.根据权利要求1所述的抗刮伤光学扩散膜，其特征在于，所述防粘连层的厚度为7-10μm。
9.根据权利要求1所述的抗刮伤光学扩散膜，其特征在于，在制备过程中，防粘连层的材料先配制成涂布液，所述涂布液包括树脂胶黏剂和发泡剂，所述发泡剂的添加量为防粘连涂布液的0.4％-0.6％，所述含量为重量百分含量。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的抗刮伤光学扩散膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
(1)将光扩散层的材料配制成扩散涂布液；
(2)将扩散涂布液涂布在基材层的一个表面，固化形成光扩散层；
(3)将防粘连层的材料配制成防粘涂布液；
(4)将防粘涂布液涂布在基材层的另一个表面，固化形成防粘连层。
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