一种防眩光膜及其制备方法与流程

本发明属于光学薄膜领域，涉及一种lcd等显示器屏幕应用的防眩光保护膜，特别是涉及湿法涂布制备的防眩光膜及其制备方法。

背景技术：

1、随着电子显示技术的不断发展，应用产品正逐渐朝着大尺寸显示以及高分辨率、高清晰度发展，如家用/商用电视显示、办公用的会议显示、以及教育领域的教育显示等。然而当这些显示器暴露于强外部光源下时，显示器会表现出强烈的“眩光”现象以及光线的强反射，从而造成视觉疲劳以及干扰、并且同时降低显示画面的对比度以及清晰度。为了解决上述的这些问题，目前主要的方法是对其屏幕表面进行粗糙化处理形成防眩光层(anti-glare以下简称ag)，使较多的镜面反射转变成漫反射，从而柔化光线达到防眩光的目的；同时在其表面进行减反射(anti-reflection以下简称ar)处理，利用其折射率的搭配实现其光干涉相消，降低屏幕的光反射率，提升画面对比度。

2、带减反功能的防眩光膜在实际应用中，通常都需要其表面具有一定的硬度及耐磨需求，然而这两者性能都受限于减反射层的物理特性，常规100nm左右的减反射涂层厚度难以保证良好的表面可靠性；另一方面多层堆叠的防眩光膜系结构，常常会有防眩光层和减反射层附着力不佳的情况出现，此时防眩光的表面可靠性将会大打折扣。唯有良好的层间结合性能，多层膜系的防眩光膜才会具有良好的表面可靠性能。为了具有良好的成本优势以及便于大面积快速生产的可能性，目前常规的防眩光膜多为湿法涂布的防眩光硬化层搭配湿法涂布的减反射层构成，而这种制备方式工艺复杂并且各层组合物存在明显的性能差异，导致防眩光膜的层间结合性能较差。

3、因此有必要开发一种改善层间结合性能的有效方法，特别是适用于湿法涂布的多层膜系的防眩光膜。

技术实现思路

1、为了解决现有防眩光膜中防眩光硬化层和减反射层之间的结合性能差的问题，本发明提供一种防眩光膜及其制备方法。本发明提供的防眩光膜在防眩光硬化层和减反射层之间增加了粘结层，提高了防眩光硬化层和减反射层之间的结合性能。发明提供的防眩光膜具有优秀的层间结合性能。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用了下述的技术方案：

3、本发明提供了一种防眩光膜，所述的防眩光膜自下而上包括基材层、防眩光硬化层、粘结层和减反射层。该防眩光膜具有优越的层间结合性能。

4、进一步的，所述的基材层的材质选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、三醋酸纤维素(tac)、或聚碳酸酯(pc)等中的一种。

5、进一步的，所述的基材层(简称基材)为透明基材。

6、进一步的，所述的基材的厚度为50～250μm。

7、进一步的，所述的防眩光硬化层由防眩光涂料固化后形成。

8、进一步的，所述的防眩光硬化层由防眩光涂料(也称为防眩光硬化层涂布液，或者硬化层涂布液，或者防眩光涂布液)经涂布、uv固化后形成。

9、进一步的，所述的防眩光硬化层不限于粒子涂布法制备，亦可通过结构压印等方式制备得到。

10、进一步的，所述的防眩光硬化层主要作用是将强烈的入射光线进行柔化，形成哑光效果。

11、进一步的，所述的防眩光硬化层是将强烈的入射光较多的转换成漫反射光进行柔化光线的作用。

12、进一步的，所述的防眩光硬化层涂料主要由丙烯酸树脂、引发剂和防眩粒子等组分组成。

13、进一步的，所述的丙烯酸树脂优选九官、十官及以上的高官能度树脂。本技术中的九官指九官能度，十官指十官能度，六官指六官能度。

14、进一步的，所述的防眩粒子选自二氧化硅、氧化铝、聚苯乙烯、或聚甲基丙烯酸甲酯等中的一种或多种组合物。

15、进一步的，所述的粘结层主要作用是加强底层防眩光硬化层和上层减反射层的层间结合性。

16、进一步的，所述的粘结层具有凸透镜结构；

17、进一步的，所述的粘结层的凸透镜结构的形状不规则，凸透镜结构的分布无规律。

18、进一步的，所述的粘结层的凸透镜结构的高度为1-5μm；

19、进一步的，所述的粘结层凸透镜结构高度优选2-4μm。

20、进一步的，所述的粘结层凸透镜结构宽度20-90μm；

21、进一步的，所述的粘结层凸透镜结构宽度优选30-80μm。

22、进一步的，所述的粘结层凸透镜结构具有形状不规则性和分布无规律性。

23、进一步的，所述的粘结层的凸透镜结构的无规性质主要是通过粘结层在防眩光硬化层上方制备时自发形成。

24、所述的粘结层由粘结层涂料固化后形成。

25、进一步的，所述的粘结层的凸透镜结构是将粘结层涂料(也称为粘结层胶水)通过湿法涂布的方式制备得到。

26、进一步的，所述的粘结层的凸透镜结构是将粘结层涂料在防眩光硬化膜上自发收缩形成。

27、进一步的，所述的粘结层涂料与防眩光硬化层具有较大的表面能，以便其具有自发收缩性。

28、进一步的，所述的表面能大小是粘结层涂料可以部分润湿硬化层表面。润湿性过大易造成粘结层涂料无法有效自发收缩形成透镜结构；而润湿性过小则会造成粘结层涂料形成的结构与底层硬化层的结合力过低。

29、进一步的，所述的粘结层涂料主要由丙烯酸树脂和扩散粒子组成。

30、进一步的，所述的粘结层涂料包括以下成分：3.50％-18.75％的丙烯酸树脂齐聚物、1.50％-6.25％的丙烯酸酯单体、0.25％-1.25％的光引发剂、0.00％-0.50％的流平剂、0.00％-1.50％的扩散粒子和71.75％-93.45％的有机溶剂，所述百分含量为重量百分含量。

31、进一步的，所述的粘结层涂料的丙烯酸树脂齐聚物优选六官及以上官能度的树脂，以形成防眩光硬化层和减反射层在树脂性能上的良好过渡，并提供良好的机械强度(如硬度和耐磨性等)。

32、进一步的，所述的粘结层涂料的丙烯酸树脂齐聚物为六官聚氨酯丙烯酸酯齐聚物(也称为六官聚氨酯丙烯酸酯)。

33、进一步的，所述的粘结层的扩散粒子为纳米粒子。

34、进一步的，所述的纳米粒子材质选自二氧化硅、氧化铝、聚苯乙烯、或聚甲基丙烯酸甲酯等中的一种或多种组合物。

35、进一步的，所述的纳米粒子为二氧化硅纳米扩散粒子，平均粒径为60nm。

36、进一步的，所述的纳米粒子为氧化铝纳米扩散粒子，平均粒径为100nm。

37、进一步的，所述的减反射层是由减反射涂料固化后形成。

38、进一步的，所述的减反射层是在其粘结层上方进一步做减反射处理后得到。

39、进一步的，所述的减反射层主要作用是减少膜片表面的反射光比例，减少或消除系统的杂散光。

40、进一步的，所述的减反射层是减反射涂料经湿法涂布得到。

41、进一步的，所述的减反射层不限于湿法涂布，亦可通过化学气相沉积法(cvd)、物理气相沉积法(pvd)、溶胶-凝胶法(sol-gel)等方法得到。

42、进一步的，所述防眩光硬化层涂布液由下述成分组成：25.43％的十官聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、10.90％的九官聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物，7.27％的六官丙烯酸单体、1.74％的184-光引发剂、0.87％的tpo-光引发剂，0.36％的流平剂、2.76％的防眩粒子二氧化硅粒子(平均粒径4.3μm)、0.23％的纳米氧化铝粒子(团聚体粒径d50≤0.3μm)、和50.43％的有机溶剂乙酸乙酯。

43、进一步的，所述减反射涂料包括中空微球型二氧化硅纳米粒子和uv丙烯酸树脂；所述中空微球型二氧化硅纳米粒子的平均粒径为40-60nm，所述中空微球型二氧化硅纳米粒子的添加量为减反射涂料总量的4.6％。

44、另一方面，本发明还提供上述防眩光膜的制备方法，包括下述步骤：

45、(1)在基材层的一侧表面涂布防眩光涂料，固化后形成防眩光硬化层；

46、(2)在防眩光硬化层上涂布粘结层涂料，固化后形成粘结层；

47、(3)在粘结层上涂布减反射涂料，固化后形成减反射层。

48、进一步的，所述防眩光膜的制备方法，包括下述步骤：

49、(1)防眩光硬化层制备

50、将十官聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、九官聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物，六官丙烯酸单体、184-光引发剂、tpo-光引发剂，流平剂、防眩粒子二氧化硅粒子、纳米氧化铝粒子、和有机溶剂乙酸乙酯充分搅拌均匀，得到防眩光涂布液；

51、通过辊涂法，将上述得到的防眩光涂布液涂布于pet基材上，在80℃的烘箱中干燥，后以130mj/cm2的uv能量进行uv固化定型，得到涂层厚度为5μm左右的防眩光硬化层；

52、(2)粘结层制备

53、将六官聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、丙烯酸酯单体、光引发剂、流平剂、二氧化硅纳米扩散粒子和有机溶剂乙酸乙酯充分搅拌均匀，得到粘结层涂料；

54、通过辊涂法，将上述的粘结层胶水涂布于防眩光硬化涂层上方，在70℃的烘箱中干燥，后以200mj/cm2的uv能量进行固化定性，得到粘结层透镜结构高度为1-5μm左右的防眩光粘结层；

55、(3)减反射层制备

56、减反射涂料：含中空微球型二氧化硅纳米粒子的uv丙烯酸树脂(中空微球型二氧化硅纳米粒子的平均粒径为40-60nm，中空微球型二氧化硅纳米粒子的添加量为减反射涂料总量的4.6％)。

57、通过辊涂法，将上述的减反射涂料涂布于上述粘结层上方，在80℃的温度下干燥，后以350mj/cm2的uv能量进行uv固化定型，得到涂层厚度为70-120nm左右的减反射层。

58、进一步的，所述防眩光膜的制备方法，包括下述步骤：

59、(1)防眩光硬化层制备

60、将25.43％的十官聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物、10.90％九官聚氨酯丙烯酸树脂齐聚物，7.27％的六官丙烯酸单体、1.74％的184-光引发剂、0.87％的tpo-光引发剂，0.36％的流平剂、2.76％的防眩粒子二氧化硅粒子(平均粒径4.3μm)、0.23％的纳米氧化铝粒子(团聚体粒径d50≤0.3μm)、以及50.43％的有机溶剂乙酸乙酯充分搅拌均匀。

61、通过辊涂法，将上述得到的防眩光涂布液涂布于pet基材上，在80℃的烘箱中干燥，后以130mj/cm2的uv能量进行uv固化定型，得到涂层厚度为5μm左右的防眩光硬化层。

62、(2)粘结层制备

63、将8.00％的六官聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、2.00％丙烯酸酯单体、0.50％的光引发剂、0.50％的流平剂、1.00％的二氧化硅纳米扩散粒子(平均粒径60nm)和88.00％的有机溶剂乙酸乙酯充分搅拌均匀。

64、通过辊涂法，将上述的粘结层胶水涂布于防眩光硬化涂层上方，在70℃的烘箱中干燥，后以200mj/cm2的uv能量进行固化定性，得到粘结层透镜结构高度为2μm左右的防眩光粘结层。

65、(3)减反射层制备

66、减反射涂料：含中空微球型二氧化硅纳米粒子的uv丙烯酸树脂(中空微球型二氧化硅纳米粒子的平均粒径为40-60nm，中空微球型二氧化硅纳米粒子的添加量为减反射涂料总量的4.6％)。

67、通过辊涂法，将上述的减反射涂料涂布于上述粘结层上方，在80℃的温度下干燥，后以350mj/cm2的uv能量进行uv固化定型，得到涂层厚度为70-120nm左右的减反射层。

68、上述的成膜工艺、涂布液浓度等参数可根据现有技术进行适当的设定调整。

69、本发明提供的防眩光膜通过增加粘结层改善层间结合方案，有效提升了防眩光硬化层和减反射层的层间结合性能。同时本发明提供的粘结层结构具有形状不规则性和分布无规律特性，有利于降低或避免反射光的干涉和彩虹等现象，同时有利于提高光学膜表面的漫反射比例以提升防眩性能。进一步的，粘结层涂料中通过添加适量的纳米扩散粒子，可一定程度上弥补防眩光硬化层表面凸出粒子因被粘结层树脂覆盖造成的雾度损失(即纳米扩散粒子有提高雾度的作用)，同时纳米粒子可分布于粘结层透镜结构的微观表面，提供一定的表面粗糙度，改善闪点性能以及防眩性能。

70、本发明提供的防眩光膜通过增加透镜结构的粘结层有效提升了表面强度。减反射涂料由于凹凸不平的粘结层结构会较多的富集于粘结层结构的波谷区域，而凸出区域表面仅有少量减反射涂料附着，因而防眩光膜的减反射有效区域主要是粘结层的波谷区域。而在表面可靠性(如表面硬度和耐磨)测试中，铅笔及橡皮等仅接触到粘结层的峰尖区域，而未接触到波谷区域，因而避免了主要减反射区域的被破坏。而粘结层树脂官能度的选择，提供了粘结层良好的表面硬度和耐磨性能。其树脂形成涂层后(微米级粘结层结构)相比100nm左右厚度的减反射层，也具有更好的硬度和耐磨表现。因而其峰尖区域有足够强度支撑铅笔及橡皮的破坏性测试。从而实现了整体防眩光膜的表面强度的有效提升。

71、本发明提供的防眩光膜以及其层间结合力改善方案，可一定程度改善多层膜系层间结合性能较差的问题。并且通过湿式涂布方案具有工序简单，成本低廉的优势，有效兼容了光学性能和表面可靠性。