一種複合膜用光學膜的製作方法
2023-11-01 04:34:33 1
本發明涉及背光模組用光學薄膜領域，尤其涉及一種複合膜用光學膜。
背景技術：
：液晶顯示器(TFT-LCD)主要由液晶面板及背光模組所組成。一般來說，背光模組由光源、反射膜、導光板、光學模組組成，如圖1所示，傳統的光學模組主要包括兩張擴散片和兩張稜鏡片，從上到下依次設置為上擴散膜、上增亮膜、下增亮膜、下擴散片。擴散膜可將點光源或線光源轉化成均勻的面光源，而增亮膜能將原本發散的光線集中至軸向方向，從而提高液晶顯示器正視亮度。隨著液晶顯示器的輕薄化趨勢，需要將背光模組使用的光學薄膜厚度降低，但由於膜片挺度較差，會出現膜變形或波紋現象，從而造成亮度不均，加工困難。另外，各層膜在加工的過程中，需要將擴散膜、增亮膜分別裁成相同的大小，接著進行疊加組合，這樣容易造成生產工序繁瑣，膜片之間產生劃傷，夾入灰塵、膜屑等雜質，影響顯示效果。隨著光學膜技術的不斷發展，其中以多層複合膜代替之前的多個功能膜已經成為一個必然的發展趨勢。中國專利CN103149610B公開了一種多層複合稜鏡片，其是將上稜鏡片與下稜鏡片通過膠黏劑進行複合，但是其需要先分別製備上稜鏡片和下稜鏡片，然後在上稜鏡上塗布一層膠黏劑，再用複合輥將上、下稜鏡片複合在一起，這種製備方法比較複雜，工序繁瑣，需要多次收卷放卷，並且該膠黏劑是透明的，不易掩蓋稜鏡膜表面的瑕疵、弊病等。另外，該方法中對膠黏劑的描述不夠詳細，並且使用該種膠黏劑可能對透光率、輝度等光學性能造成影響。綜上，如何解決複合膜中存在的問題，成為了本領域技術人員需要解決的問題。技術實現要素：本發明要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足之處，提供一種複合膜用光學膜。為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案：一種複合膜用光學膜，包括基材及設置於該基材入光面的漫反射層，所述漫反射層是由紫外光固化活性單體和有機粒子組成的塗布液在紫外光波長為300nm～390nm的條件下固化而成，所述塗布液的配方如下：紫外光固化活性單體20重量份～40重量份，光引發劑0.5重量份～2重量份，流平助劑0.5重量份～2重量份，分散助劑0.5重量份～5重量份，有機粒子0.05重量份～2重量份，有機溶劑50重量份～70重量份；所述光引發劑由第一光引發劑和第二光引發劑組成，所述第一光引發劑吸收波長的範圍為：200nm～280nm，所述第二光引發劑吸收波長的範圍為290nm～390nm，所述第一光引發劑和所述第二光引發劑的重量比為1︰1～5︰1。所述第一光引發劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-1-丙酮、2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、4-甲基二苯甲酮中的一種，所述第二光引發劑為2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、聚乙二醇二(β-4-[對(2-二甲基胺-2-苯甲基)丁醯基苯基]-哌嗪)丙酸酯、2,4,6-三甲基苯甲醯基苯基膦酸乙酯、2,4-二乙基硫雜蒽酮中的一種。上述複合膜用光學膜，所述基材為PC、PET、PMMA中的一種，厚度為25μm～125μm。上述複合膜用光學膜，所述紫外光固化活性單體為分子中含有三個以上可參與光固化反應的活性基團，分子量小於500g/mol。上述複合膜用光學膜，所述有機粒子為聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯中的一種或幾種；所述流平助劑為丙烯酸類流平助劑。上述複合膜用光學膜，所述的固化方式為紫外光固化，紫外光固化用的UVLED燈波長為300nm～390nm，調節UVLED燈光照能量為100mJ/cm2～200mJ/cm2。上述複合膜用光學膜，所述漫反射層的塗層厚度D1為2μm～8μm，所述的有機粒子粒徑D2為4μm～15μm，所述D1與D2的關係為D1＜D2。上述複合膜用光學膜，所述漫反射層固化後呈現半固化狀態，具有一定的粘性，剝離力為5N/25mm～7N/25mm；所述漫反射層的霧度為2％～15％。與現有技術相比，本發明具有如下優點：1、本發明提供的漫反射層配方中，通過對紫外光固化活性單體、光引發劑、UV光波長、流平助劑的選擇，使固化後塗層具有合適的硬度、表面張力和粘性；所述漫反射層具有霧度，可以有效遮蓋基材的弊病瑕疵，方便收卷。2、本發明通過選擇UV光波長、光照能量及光引發劑，控制漫反射層具有合適的固化程度，提供的複合膜用光學膜具有一定的粘性，可以有效地粘合背光模組的多個光學膜片，避免了背光膜片之間相互移動造成劃傷弊病和膜片之間容易混入灰塵雜質；同時增加了多層複合膜的挺度，能夠滿足顯示器薄型化的趨勢。附圖說明圖1是傳統LCD背光模組的剖面圖；圖2是本發明的結構圖；圖3是使用本發明複合膜用光學膜的多層複合膜。圖中各標號表示為，11：光源；12：反射膜；13：導光板；14：光學膜組；141：下擴散膜；144：上擴散膜；142：下增亮膜；143：上增亮膜；21：漫反射層；22：透明支持體；23：有機粒子；31：稜鏡層；32：背光模組其他光學膜片。具體實施方式本發明選用的基材22有聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等塑料薄膜或薄板。本發明基材22的厚度為25μm～125μm，優選厚度為50μm～100μm。本發明的漫反射層21由含有紫外光固化活性單體、光引發劑、有機粒子23、有機溶劑等組成的塗布液在特定波長條件下固化而成。適合本發明的紫外光固化活性單體為分子中含有三個以上可參與光固化反應的活性基團，分子量小於500g/mol，如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(PET3A)、二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯(DiTMP4A)等，較高的活性基團可以保證其具有較高的反應活性，較低的分子量使固化後塗層交聯度低，表面硬度偏低，不對稜鏡層的稜峰造成傷害。本發明提供的配方中，紫外光固化活性單體的用量控制在20重量份～40重量份。本發明的光引發劑由第一光引發劑和第二光引發劑組成，第一光引發劑吸收波長的範圍為：200nm～280nm，第二光引發劑吸收波長的範圍為290nm～390nm。製作所述複合膜用光學膜的漫反射層21時的UV光波長為300nm～390nm，第二光引發劑能夠使漫反射層21在塗布時形成半固化的狀態，同時能夠順利收卷。第二光引發劑能夠使稜鏡膜在壓印加工(壓印稜鏡層31)時完全固化漫反射層21，即漫反射層21能夠粘合擴散片或其他稜鏡膜32。本發明的UV光波長可以通過控制在UVLED燈的工作電壓和功率密度來實現。本發明中，光引發劑的用量控制為0.5重量份～2重量份，其中第一光引發劑和第二光引發劑的重量比為1︰1～5︰1，所述第一光引發劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-1-丙酮、2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、4-甲基二苯甲酮中的一種或幾種，所述第二光引發劑為2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、聚乙二醇二(β-4-[對(2-二甲基胺-2-苯甲基)丁醯基苯基]-哌嗪)丙酸酯、2,4,6-三甲基苯甲醯基苯基膦酸乙酯、2,4-二乙基硫雜蒽酮中的一種。本發明中的丙烯酸酯類流平助劑可以選用降低表面張力比較低或者不降低表面張力的流平助劑，如畢克化學的BYK-350、BYK-352、BYK-354，德謙化學的Levelol495、Levelol835、Levelo839等。本發明漫反射層21的塗層厚度D1為2μm～8μm，有機粒子23粒徑D2為4μm～15μm，D1與D2的關係為D1＜D2；這樣可以使粒子在塗層表面有凸起，引起光的漫發射，具有一定的霧度，起到遮蓋基材瑕疵弊病的作用。更重要的是，粒子凸起能夠使不完全固化的漫反射層能夠順利收卷，便於再加工。本發明的有機粒子23為聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯中的一種或幾種；本發明的複合膜用光學膜的霧度範圍為2％～15％。本發明所使用的紫外光可以從UVLDE燈獲得，UVLED燈光照能量為100mJ/cm2～200mJ/cm2。本發明的漫反射層21固化後呈現半固化狀態，具有一定的粘性，剝離力為5N/25mm～7N/25mm。通過選擇UV光波長、功率及光引發劑，控制固化的漫反射層21具有合適的粘性。如果太粘，會使收卷困難，再加工時無法使用；如果不粘，再加工時無法粘結上其他光學膜片32。使用本發明的複合膜用光學膜(圖2)的漫反射層21去貼合其他光學膜片32，光學膜片32可以為稜鏡膜，也可以為擴散膜；然後在複合膜用光學膜的另一面壓印稜鏡層31，固化稜鏡層31的同時也將未完全固化的漫反射層21完全固化，即形成複合膜(圖3)。下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明，但本發明的實施方式並不限於此。實施例1將20g紫外光固化活性單體(三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，長興化學材料有限公司，商品名：EM231)、2g流平助劑(丙烯酸類，畢克化學BYK-350)、5g分散助劑(畢克化學，BYK-111)、1g有機粒子(聚苯乙烯PS，粒徑為4μm)、2g光引發劑(1g第一光引發劑，為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PI1173；1g第二光引發劑，為2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基氧化膦，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PITPO)和70g丁酮置於攪拌鍋中，攪拌均勻後得到塗布物料。將該塗布液塗覆於厚度為125μm的PC薄膜的一個面上，在烘箱中乾燥後，使用波長為300nm、照度為100mJ/cm2的汞燈進行輻射固化，得到本發明所述的複合膜用光學膜。其中，漫反射層的厚度為2μm，霧度為2％。評估結果列於表1中。實施例2將40g紫外光固化活性單體(季戊四醇三丙烯酸酯PET3A，長興化學材料有限公司，商品名：EM235)、0.5g流平助劑(丙烯酸類，畢克化學BYK-352)、0.5g分散助劑(畢克化學，BYK-108)、0.05g有機粒子(聚丙烯酸甲酯PMMA，粒徑為15μm)、0.5g光引發劑(0.42g第一光引發劑，為1-羥基環己基苯基甲酮，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PI184；0.08g第二光引發劑，為4-二甲基氨基苯甲酸乙酯，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PIEDB)和58.45g乙酸乙酯置於攪拌鍋中，攪拌均勻後得到塗布物料。將該塗布液塗覆於厚度為25μm的PET薄膜的一個面上，在烘箱中乾燥後，使用波長為390nm、照度為200mJ/cm2的汞燈進行輻射固化，得到本發明所述的複合膜用光學膜。其中，漫反射層的厚度為5μm，霧度為15％。評估結果列於表1中。實施例3將40g紫外光固化活性單體(二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯DiTMP4A，長興化學材料有限公司，商品名：EM242)、2g流平助劑(丙烯酸類，畢克化學BYK-354)、4g分散助劑(畢克化學，BYK-2000)、2g有機粒子(聚丙烯酸丁酯PBMA，粒徑為7μm)、2g光引發劑(1.5g第一光引發劑，為2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-1-丙酮，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PI659；0.5g第二光引發劑，為聚乙二醇二(β-4-[對(2-二甲基胺-2-苯甲基)丁醯基苯基]-哌嗪)丙酸酯，北京英力科技發展有限公司，商品名：OMNIPOL910)和50g甲苯置於攪拌鍋中，攪拌均勻後得到塗布物料。將該塗布液塗覆於厚度為50μm的PET薄膜的一個面上，在烘箱中乾燥後，使用波長為320nm、照度為120mJ/cm2的汞燈進行輻射固化，得到本發明所述的複合膜用光學膜。其中，漫反射層的厚度為3μm，霧度為8％。評估結果列於表1中。實施例4將36g紫外光固化活性單體(三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，長興化學材料有限公司，商品名：EM231)、1g流平助劑(丙烯酸類，德謙化學，Levelol495)、1g分散助劑(畢克化學，BYK-111)、0.5g有機粒子(聚碳酸酯PC，粒徑為10μm)、1g光引發劑(0.8g第一光引發劑，為2-甲基-2-(4-嗎啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PI907；0.2g第二光引發劑，為2,4,6-三甲基苯甲醯基苯基膦酸乙酯，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PITPO-L)和60g乙酸丁酯置於攪拌鍋中，攪拌均勻後得到塗布物料。將該塗布液塗覆於厚度為100μm的PC薄膜的一個面上，在烘箱中乾燥後，使用波長為370nm、照度為180mJ/cm2的汞燈進行輻射固化，得到本發明所述的複合膜用光學膜。其中，漫反射層的厚度為4μm，霧度為10％。評估結果列於表1中。實施例5將30g紫外光固化活性單體(季戊四醇三丙烯酸酯PET3A，長興化學材料有限公司，商品名：EM235)、1.2g流平助劑(丙烯酸類，德謙化學Levelol835)、2g分散助劑(畢克化學，BYK-108)、1.6g有機粒子(聚丙烯酸甲酯PMMA，粒徑為10μm)、1.2g光引發劑(0.8g第一光引發劑，為4-甲基二苯甲酮，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PIMBP；0.4g第二光引發劑，為2,4-二乙基硫雜蒽酮，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PIDETX)和64g乙酸乙酯置於攪拌鍋中，攪拌均勻後得到塗布物料。將該塗布液塗覆於厚度為125μm的PET薄膜的一個面上，在烘箱中乾燥後，使用波長為350nm、照度為160mJ/cm2的汞燈進行輻射固化，得到本發明所述的複合膜用光學膜。其中，漫反射層的厚度為8μm，霧度為6％。評估結果列於表1中。對比例1將20g紫外光固化活性單體(三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，長興化學材料有限公司，商品名：EM231)、2g流平助劑(丙烯酸類，畢克化學BYK-350)、5g分散助劑(畢克化學，BYK-111)、1g有機粒子(聚苯乙烯PS，粒徑為4μm)、2g光引發劑(苯甲醯甲酸甲酯，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PIMBF)和70g丁酮置於攪拌鍋中，攪拌均勻後得到塗布物料。將該塗布液塗覆於厚度為125μm的PC薄膜的一個面上，在烘箱中乾燥後，使用波長為300nm、照度為100mJ/cm2的汞燈進行輻射固化，得到本發明所述的複合膜用光學膜。其中，漫反射層的厚度為2μm，霧度為2％。評估結果列於表1中。對比例2將40g紫外光固化活性單體(季戊四醇三丙烯酸酯PET3A，長興化學材料有限公司，商品名：EM235)、0.5g流平助劑(丙烯酸類，畢克化學BYK-352)、0.5g分散助劑(畢克化學，BYK-108)、0.05g有機粒子(聚丙烯酸甲酯PMMA，粒徑為15μm)、0.5g光引發劑(0.42g第一光引發劑，為1-羥基環己基苯基甲酮，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PI184；0.08g第二光引發劑，為4-二甲基氨基苯甲酸乙酯，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PIEDB)和58.45g乙酸乙酯置於攪拌鍋中，攪拌均勻後得到塗布物料。將該塗布液塗覆於厚度為25μm的PET薄膜的一個面上，在烘箱中乾燥後，使用波長為450nm、照度為500mJ/cm2的汞燈進行輻射固化，得到本發明所述的複合膜用光學膜。其中，漫反射層的厚度為5μm，霧度為15％。評估結果列於表1中。對比例3將40g紫外光固化活性單體(二-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯DiTMP4A，長興化學材料有限公司，商品名：EM242)、2g流平助劑(矽氧烷類，德謙化學Levelol432)、4g分散助劑(畢克化學，BYK-2000)、2g有機粒子(聚丙烯酸丁酯PBMA，粒徑為7μm)、2g光引發劑(1.5g第一光引發劑，為2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-1-丙酮，北京英力科技發展有限公司，商品名：IHT-PI659；0.5g第二光引發劑，為聚乙二醇二(β-4-[對(2-二甲基胺-2-苯甲基)丁醯基苯基]-哌嗪)丙酸酯，北京英力科技發展有限公司，商品名：OMNIPOL910)和50g甲苯置於攪拌鍋中，攪拌均勻後得到塗布物料。將該塗布液塗覆於厚度為50μm的PET薄膜的一個面上，在烘箱中乾燥後，使用波長為320nm、照度為120mJ/cm2的汞燈進行輻射固化，得到本發明所述的複合膜用光學膜。其中，漫反射層的厚度為3μm，霧度為8％。評估結果列於表1中。表1：各實施例和對比例中複合膜用光學膜的測試數據表剝離力(N/25mm)粘連情況實施例15.0○實施例26.1○實施例35.8○實施例47.0○實施例56.6○對比例16.7◎對比例25.9×對比例30.8◎剝離力可以從側面反應薄膜塗層的表面張力，本發明中所述的含有漫反射的複合膜用光學膜是用於複合膜領域，其後續加工步驟是將漫反射層與其他光學膜片進行粘結，需要漫反射具有較大的表面張力，即較大的剝離力。另外本發明的複合膜用光學膜需要粘合其他光學膜片，其需要具有粘性同時不能太粘，因為如果粘性較大會粘合其他光學薄膜，會損害塗層及粒子狀態。從表中可以看出，對比例1因為改變了引發劑的種類，所以固化完全，不具有粘性，無法進行後續加工。對比例2因為改變了UVLED燈的波長，無法固化塗層，固化度較低，粘性過大，收卷後粘連嚴重，塗層被完全破壞，無法再進行放卷使用。對比例3因為使用了矽氧烷的流平助劑，塗層表面張力低，無法進行後續加工。表中各項性能的測試方法如下：(1)剝離力試驗方法參照標準GB/T2792-1998，用3M膠帶(型號810)粘貼在漫反射層表面，用壓板在膠帶表面來回滾壓，使膠帶和塗層之間沒有氣泡存在，然後將樣片和膠帶一起裁切成200mm*25mm，在空氣中滯留30min。然後用拉力機(或電子萬能試驗機)按照標準進行180度剝離測試，得到剝離力數值。(2)粘連情況評測方法將待測樣片裁成20cm*20cm大小，依次取20張樣片完全重合堆疊，下面樣片的塗層面與上面樣片的非塗層面接觸。堆疊完成後的最上面樣片中間放置1KG砝碼。24小時後，將20張樣片依次拿開，觀察塗層面與非塗層面接觸的粘連情況，粒子脫落情況，並依據以下標準進行評估：上下兩張樣片輕鬆分離，沒有任何粘連計為「◎」；上下兩張樣片輕微粘連，塗層及粒子完好，沒有脫落計為「○」；上下兩張粘連，塗層面的樹脂及粒子部分粘在非塗層面上計為「△」；上下兩張完全粘連，塗層面的樹脂及粒子完全粘在非塗層面上計為「×」；上述內容僅為本發明的一些實施例，並非用於限制本發明的其它實施方式，凡是根據本
發明內容所做的等同變化與修飾，均應涵蓋在本發明的專利保護範圍之內。當前第1頁1 2 3