CN109031487A - 扩散膜及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种扩散膜，其特征在于，包括：一基材；及多个散射颗粒，所述散射颗粒均匀分布在所述基材中，其中所述散射颗粒与所述基材之间的折射率的差值的绝对值小于或等于0.25，所述散射颗粒的粒径在1微米至6微米之间，及所述散射颗粒在所述基材中的重量百分比浓度在1‰至12‰之间，藉此使得所述扩散膜的雾度与透过率均大于80％。
Description
技术领域
本发明涉及显示器的技术领域，特别涉及一种扩散膜及其制作方法。
背景技术
扩散膜可以将点光源和线光源扩展为面光源，提高整体的显示效果，是各类显示设备中的重要组件。扩散膜之所以能够将点光源和线光源转换成面光源是靠内部的散射微粒将入射光散射到其他方向，其散射能力的强弱通过“雾度”来衡量。通常，显示设备中的扩散膜在提高雾度的同时，对亮度会造成损失，现有技术的扩散膜无法兼顾雾度与透过率。
因此，有必要提供一种扩散膜及其制作方法，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扩散膜及其制作方法，以解决现有技术所存在的扩散膜雾度与透过率无法兼顾雾度与透过率的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种扩散膜，其特征在于，包括：
一基材；及
多个散射颗粒，所述散射颗粒均匀分布在所述基材中，
其中所述散射颗粒与所述基材之间的折射率的差值的绝对值小于或等于0.25，所述散射颗粒的粒径在1微米至6微米之间，及所述散射颗粒在所述基材中的重量百分比浓度在1‰至12‰之间，藉此使得所述扩散膜的雾度与透过率均大于80％。
根据本发明一优选实施例，所述基材由有机树脂制成，其中所述有机树脂是聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述散射颗粒由有机材料或无机材料制成，其中所述有机材料是环氧树脂或聚二甲基硅氧烷，所述无机材料是二氧化钛、二氧化硅或氧化锌。
根据本发明一优选实施例，所述散射颗粒与所述基材之间的折射率的差值的绝对值为约0.07，所述散射颗粒的粒径为约4微米，及所述散射颗粒在所述基材中的重量百分比浓度为约5‰。
本发明还提供一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括如上所述的扩散膜。
本发明还提供一种显示面板，所述显示面板具有一背光模组，其特征在于，所述背光模组包括如上所述的扩散膜。
本发明还提供一种显示装置，所述显示装置具有一显示面板，所述显示面板具有一背光模组，其特征在于，所述背光模组包括如上所述的扩散膜。
本发明还提供一种制作扩散膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用注塑成型技术将多个散射颗粒与一有机树脂混合并进行注塑，以形成所述扩散膜，
其中所述散射颗粒与所述有机树脂之间的折射率的差值的绝对值小于或等于0.25，所述散射颗粒的粒径在1微米至6微米之间，及所述散射颗粒在所述有机树脂中的重量百分比浓度在1‰至12‰之间，藉此使得所述扩散膜的雾度与透过率均大于80％。
根据本发明一优选实施例，所述方法更包括以下步骤：
将所述散射颗粒与所述有机树脂均匀混合，以形成一混合物；
在85℃下对所述混合物烘烤4小时；
采用螺杆式注塑机或者柱塞式注塑机将所述混合物进行注塑，以形成一注塑品，其中注塑机的螺杆温度在160至250℃，机头温度在220至260℃，螺杆的主转速在120至130转/分，注射压力在10至80MPa；及
将注塑品置于70至80℃的热风循环干燥箱内长达4小时，藉此消除注塑品内部应力。
根据本发明一优选实施例，所述基材由有机树脂制成，其中所述有机树脂是聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；所述散射颗粒由有机材料或无机材料制成，其中所述有机材料是环氧树脂或聚二甲基硅氧烷，所述无机材料是二氧化钛、二氧化硅或氧化锌。
根据本发明一优选实施例，所述散射颗粒与所述基材之间的折射率的差值的绝对值为约0.07，所述散射颗粒的粒径为约4微米，及所述散射颗粒在所述基材中的重量百分比浓度为约5‰。
相较于现有技术，本发明提出一种扩散膜及其制作方法。本发明以常用的有机透明树脂材料为基材，掺入微米量级粒径的散射颗粒，通过控制基材和散射颗粒之间的折射率的差值、散射颗粒的粒径尺寸、散射颗粒的掺入浓度来制作具有高雾度、高透过率的扩散膜，以解决现有技术所存在的扩散膜的雾度与透过率无法同时提升的问题。
附图说明
图1为根据本发明一优选实施例的扩散膜的立体示意图。
图2显示根据本发明一优选实施例制作的扩散膜在各种波长的光通过下的雾度与透过率。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
本发明的实施例以常用的有机透明树脂材料为基材，掺入微米量级粒径的散射颗粒，通过控制基材和散射颗粒之间的折射率的差值、散射颗粒的粒径尺寸、散射颗粒的掺入浓度来制作具有高雾度、高透过率的扩散膜。针对散射颗粒的折射率、粒径尺寸和掺入浓度，说明如下：
1.关于散射颗粒的折射率：散射颗粒和其周围的基材介质之间的折射率彼此接近时，扩散膜整体的折射率均一性好，可使得向前散射的概率较大，向后散射的概率较小，扩散膜透过率较高。极端情况是散射颗粒的折射率完全等于基材的折射率，这种情况下，在扣除外部界面的反射损失，可被视为扩散膜是全透的，此时扩散膜的透过率即是理想情况下的最大值。
2.关于散射颗粒的粒径尺寸：散射颗粒的粒径尺寸较小时，对短波长的光散射效果较强，如此会增大短波长的光的散射效果。当散射颗粒的粒径尺寸增加时，如此会增大长波长的光的散射效果；而当散射颗粒的粒径尺寸达到一特定数值时，散射颗粒对蓝光～红光的散射能力基本一致，此时，扩散膜的扩散效果基本不随波长变化。此时的散射颗粒的粒径尺寸即为本发明的实施例所选择使用的散射颗粒粒径尺寸，此时的扩散膜基本不会产生色散，能够更好的应用在显示器中。
3.关于散射颗粒的掺入浓度：散射颗粒的掺入浓度影响光子的平均自由程。随着基材中的散射颗粒的掺入浓度增加，光子进入扩散膜后，经历的散射次数会增加，导致光子运动的平均自由程变小，向后散射效果增加，从而提高了扩散膜的雾度，降低了扩散膜的透过率。为了获得较高的透过率，散射颗粒的掺入浓度不能太高。然而，若散射颗粒的掺入浓度太小又会降低雾度，所以散射颗粒的掺入浓度亦是影响制作高雾度、高透过率的扩散膜的关键参数之一。
请参照图1，图1为根据本发明一优选实施例的扩散膜的立体示意图。
如图1所示，本发明的实施例提供一种扩散膜1。所述扩散膜1包括一基材11及多个散射颗粒12，所述散射颗粒12均匀分布在所述基材11中。根据本发明的实施例，所述散射颗粒12与所述基材11之间的折射率的差值的绝对值小于或等于(即不大于)0.25，所述散射颗粒12的粒径在1微米至6微米之间，及所述散射颗粒12在所述基材11中的重量百分比浓度在1‰至12‰之间，藉此使得所述扩散膜1的雾度与透过率均大于80％。
所述基材11由有机树脂制成，例如所述有机树脂是折射率为约1.49的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或折射率为约1.65的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
此外，所述散射颗粒12由有机材料或无机材料制成，例如所述有机材料是折射率为约1.58的环氧树脂或折射率为约1.41的聚二甲基硅氧烷(PDMS)，所述无机材料是折射率为约2.35的二氧化钛(TiO2)、折射率为约1.46的二氧化硅(SiO2)或折射率为约2的氧化锌(ZnO)。
根据本发明的实施例，将所述散射颗粒12与所述基材11之间的折射率的差值的绝对值限制在小于或等于0.25即可。另外，针对有机材料，例如PMMA、PS、环氧树脂、PDMS等，不同的合成条件可获得数值略微不同的折射率。甚至可以用同一类材料制备散射膜，例如，以一种折射率的PMMA作为所述基材11，另一种折射率的PMMA作为散射颗粒12，这能够减小所述散射颗粒12与所述基材11之间的应力，获得效果更优的扩散膜。
本申请发明人发现到，当所述散射颗粒12与所述基材11之间的折射率的差值的绝对值为0.1、所述散射颗粒12的粒径为1微米、所述散射颗粒12在所述基材11中的重量百分比浓度在1‰至12‰之间时，所述扩散膜的雾度为约10％至65％、透过率为95％至45％。当所述散射颗粒12与所述基材11之间的折射率的差值的绝对值为0.1、所述散射颗粒12的粒径为6微米、所述散射颗粒12在所述基材11中的重量百分比浓度在1‰至12‰之间时，所述扩散膜的雾度为约30％至95％、透过率为85％至30％。
又，本申请发明人发现到，当所述散射颗粒12与所述基材11之间的折射率的差值的绝对值为0.2、所述散射颗粒12的粒径为1微米、所述散射颗粒12在所述基材11中的重量百分比浓度在1‰至12‰之间时，所述扩散膜的雾度为约25％至80％、透过率为90％至25％。当所述散射颗粒12与所述基材11之间的折射率的差值的绝对值为0.2、所述散射颗粒12的粒径为6微米、所述散射颗粒12在所述基材11中的重量百分比浓度在1‰至12‰之间时，所述扩散膜的雾度为约45％至97％、透过率为70％至15％。
通过控制所述散射颗粒12与所述基材11之间的折射率的差值的绝对值、所述散射颗粒12的粒径尺寸、所述散射颗粒12在所述基材11中的重量百分比浓度，可以控制雾度与透过率的大小，其数值在10％～97％之间变化。因此可以适用于不同的应用场景。
请参照图2，图2显示根据本发明一优选实施例制作的扩散膜在各种波长的光通过下的雾度与透过率。如图2所示，在本实施例中，通过控制所述散射颗粒与所述基材之间的折射率的差值的绝对值为0.07，所述散射颗粒的粒径在为4微米，及所述散射颗粒在所述基材中的重量百分比浓度为5‰，本发明的扩散膜在波长400至750nm的光(紫光波长至红光波长)通过下的雾度与透过率均大于80％。因此，根据本发明的实施例制作的扩散膜可以解决现有技术所存在的扩散膜无法兼顾雾度与透过率的问题雾度与透过率。
本发明的实施例还提供一种背光模组，所述背光模组包括如上所述的扩散膜。
本发明的实施例还提供一种显示面板(例如OLED面板、micro-LED面板、LED面板等)，所述显示面板具有一背光模组，所述背光模组包括如上所述的扩散膜。
本发明的实施例还提供一种显示装置(例如手機、電視、顯示屏或任何其他顯示裝置等)，所述显示装置具有一显示面板，所述显示面板具有一背光模组，所述背光模组包括如上所述的扩散膜。
本发明的实施例还提供一种制作扩散膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用注塑成型技术将多个散射颗粒与一有机树脂混合并进行注塑，以形成所述扩散膜，
其中所述散射颗粒与所述有机树脂之间的折射率的差值的绝对值小于或等于0.25，所述散射颗粒的粒径在1微米至6微米之间，及所述散射颗粒在所述有机树脂中的重量百分比浓度在1‰至12‰之间，藉此使得所述扩散膜的雾度与透过率均大于80％。
更详细地说，根据本发明的实施例来制作所述扩散膜的方法包括以下步骤：
将所述散射颗粒与所述有机树脂均匀混合，以形成一混合物；
在85℃下对所述混合物烘烤4小时；
采用螺杆式注塑机或者柱塞式注塑机将所述混合物进行注塑，以形成一注塑品，其中注塑机的螺杆温度在160至250℃，机头温度在220至260℃，螺杆的主转速在120至130转/分，注射压力在10至80MPa；及
将注塑品置于70至80℃的热风循环干燥箱内长达4小时，藉此消除注塑品内部应力。
所述有机树脂是折射率为约1.49的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或折射率为约1.65的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
此外，所述散射颗粒由有机材料或无机材料制成，例如所述有机材料是折射率为约1.58的环氧树脂或折射率为约1.41的聚二甲基硅氧烷(PDMS)，所述无机材料是折射率为约2.35的二氧化钛(TiO2)、折射率为约1.46的二氧化硅(SiO2)或折射率为约2的氧化锌(ZnO)。
相较于现有技术，本发明的实施例提出一种扩散膜及其制作方法。本发明的实施例以常用的有机透明树脂材料为基材，掺入微米量级粒径的散射颗粒，通过控制基材和散射颗粒之间的折射率的差值、散射颗粒的粒径尺寸、散射颗粒的掺入浓度来制作具有高雾度、高透过率的扩散膜，以解决现有技术所存在的扩散膜无法兼顾雾度与透过率的问题雾度与透过率。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种扩散膜，其特征在于，包括：
一基材；及
多个散射颗粒，所述散射颗粒均匀分布在所述基材中，
其中所述散射颗粒与所述基材之间的折射率的差值的绝对值小于或等于0.25，所述散射颗粒的粒径在1微米至6微米之间，及所述散射颗粒在所述基材中的重量百分比浓度在1‰至12‰之间，藉此使得所述扩散膜的雾度与透过率均大于80％。
2.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，
所述基材由有机树脂制成，其中所述有机树脂是聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；
所述散射颗粒由有机材料或无机材料制成，其中所述有机材料是环氧树脂或聚二甲基硅氧烷，所述无机材料是二氧化钛、二氧化硅或氧化锌。
3.根据权利要求1所述的扩散膜，其特征在于，所述散射颗粒与所述基材之间的折射率的差值的绝对值为约0.07，所述散射颗粒的粒径为约4微米，及所述散射颗粒在所述基材中的重量百分比浓度为约5‰。
4.一种背光模组，其特征在于，所述背光模组包括如权利要求1至3中任一项所述的扩散膜。
5.一种显示面板，所述显示面板具有一背光模组，其特征在于，所述背光模组包括如权利要求1至3中任一项所述的扩散膜。
6.一种显示装置，所述显示装置具有一显示面板，所述显示面板具有一背光模组，其特征在于，所述背光模组包括如权利要求1至3中任一项所述的扩散膜。
7.一种制作扩散膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
利用注塑成型技术将多个散射颗粒与一有机树脂混合并进行注塑，以形成所述扩散膜，
其中所述散射颗粒与所述有机树脂之间的折射率的差值的绝对值小于或等于0.25，所述散射颗粒的粒径在1微米至6微米之间，及所述散射颗粒在所述有机树脂中的重量百分比浓度在1‰至12‰之间，藉此使得所述扩散膜的雾度与透过率均大于80％。
8.根据权利要求7所述的制作扩散膜的方法，其特征在于，所述方法更包括以下步骤：
将所述散射颗粒与所述有机树脂均匀混合，以形成一混合物；
在85℃下对所述混合物烘烤4小时；
采用螺杆式注塑机或者柱塞式注塑机将所述混合物进行注塑，以形成一注塑品，其中注塑机的螺杆温度在160至250℃，机头温度在220至260℃，螺杆的主转速在120至130转/分，注射压力在10至80MPa；及
将注塑品置于70至80℃的热风循环干燥箱内长达4小时，藉此消除注塑品内部应力。
9.根据权利要求7所述的制作扩散膜的方法，其特征在于，
所述有机树脂是聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯；
所述散射颗粒由有机材料或无机材料制成，其中所述有机材料是环氧树脂或聚二甲基硅氧烷，所述无机材料是二氧化钛、二氧化硅或氧化锌。
10.根据权利要求7所述的制作扩散膜的方法，其特征在于，所述散射颗粒与所述有机树脂之间的折射率的差值的绝对值为约0.07，所述散射颗粒的粒径为约4微米，及所述散射颗粒在所述有机树脂中的重量百分比浓度为约5‰。
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