一种广视角增亮膜及其制备方法与流程

1.本专利申请涉及增亮膜技术领域，特别是涉及一种广视角增亮膜及其制备方法。


背景技术：

2.增亮膜是显示器背光源模组中最重要的光学薄膜之一，可以汇聚发光设备所发出的光线以增加显示亮度，其作用原理是利用表面上特殊的棱形结构，收窄穿过散热板的光的视角来增加显示器用户看到的光的亮度，节约显示器电池设备能量，并且提高了发出光能的利用率。
3.增亮膜在生产过程中为了能正常收卷，一般会在增亮膜所用的基膜上设防粘层。防粘层中含有微米粒子，用于减小增亮膜收卷时的摩擦力、提高收卷时的成品率；同时，防粘层还应有一定的雾度，用于掩盖整个背光模组的瑕疵、弊病。增亮膜在背光模组中主要的作用是增强背光的辉度，而增亮膜各种结构的设计大多也是为了提高辉度为第一目的。提高增亮膜的辉度除了靠棱镜的结构设计，提高棱镜层的折射率也是最常用的方法。
4.目前市场上，增亮膜材料通常采用uv固化工艺生产，这种工艺其实就是在一种双向拉伸后的塑料材料上一层或者多层的液体胶，经过花纹棍碾压形成增亮膜的结构花纹，但是光固化深度有限，在紫外光照射不到的阴影部分无法固化，使固化对象的形状限制，涂料与基膜附着不稳定，严重降低了生产的成品合格率。为此，我们提出一种广视角增亮膜及其制备方法。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利申请的目的在于提供一种广视角增亮膜及其制备方法，解决上述现有技术的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种广视角增亮膜，包括基材层以及涂布在基材层上形成锯齿结构涂层；
8.所述锯齿结构涂层由以下组分按重量份构成：
9.预聚物125-145份；
10.活性稀释剂5-12份；
11.光引发剂8-12份；
12.改性光分散剂10-18份。
13.进一步的，所述基材层选用光学pet材料制得的基材。
14.进一步的，所述预聚物为环氧丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯中的一种。
15.进一步的，所述活性稀释剂是由丙烯酸丁酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯按照45％：32％：23％的重量百分比混合而成。
16.进一步的，所述光引发剂是由含有羟基的光引发剂与含有异氰酸根基团的偶联剂反应得到，其制备方法为：将含有异氰酸根基团的偶联剂和含有羟基的光引发剂置于四口烧瓶中，移至油浴锅，装配机械搅拌桨、温度计、冷凝管和氮气管，通氮气，升温至60℃后，滴
加2滴二月硅酸二丁基锡，反应3h，体系变为较粘稠的黄色液体，停止反应，获得产物，即光引发剂。
17.进一步的，所述羟基的光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮中的至少一种；
18.所述含有异氰酸根基团的偶联剂选自异氰酸丙基三乙氧基硅烷、异氰酸丙基三甲氧基硅烷、六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
19.进一步的，所述改性光分散剂为丙烯酸酯改性有机硅树脂共聚物，其制备方法为：将丙烯酸树脂聚合单体滴加到有机硅树脂预聚物中，在醋酸钠催化剂作用下，部分丙烯酸树脂聚合单体与有机硅树脂预聚体发生接枝反应，然后逐步升温至75-85℃，加入交联剂过氧化二苯甲酰，使其余的丙烯酸树脂聚合单体与接枝物发生共聚反应，形成互穿网络结构的丙烯酸酯改性有机硅树脂共聚物。
20.进一步的，所述丙烯酸单体投入量为反应物总质量的20％～50％，醋酸钠催化剂的加入量为有机硅树脂预聚物总质量的1
‰
～2
‰
，交联剂加入量为丙烯酸单体投入量的2％～5％，其余为有机硅树脂预聚物。
21.一种如上述所述的广视角增亮膜的制备方法，包括以下步骤：
22.s1、将预聚物、活性稀释剂和光引发剂混合均匀，形成混合物；
23.s2、将改性光分散剂加入至步骤s1中的混合物中，经双螺杆挤出机挤出制得混合均匀的涂料；
24.s3、将涂料均匀涂覆在基材层上，经过压纹形成锯齿结构涂层，得到广视角增亮膜。
25.进一步的，所述锯齿结构涂层的锯齿为等腰三角形，等腰三角形的顶角为70-120
°
，锯齿结构涂层的厚度为3-5mm，等腰三角形的高为2-4mm。
26.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
27.1、本发明改性光分散剂，是由有机硅树脂预聚物在催化剂的作用下，丙烯酸类单体，大约一半的数量先接枝有机硅树脂预聚物，然后加入其余的丙烯酸类单体，用过氧化二苯甲酰作为交联剂，生成丙烯酸脂，同时形成互穿网络结构的丙烯酸酯改性有机硅树脂，融入预聚物中，通过与不同基材的折射率的差异，光源穿透式的进行折射，改变光的行进路线，达到匀光而又透光的目的，提升膜体的辉度，达到广视角的效果，采用丙烯酸酯改性有机硅树脂能够改善有机硅树脂的附着力以及机械性能；
28.2、本发明选用含有羟基的光引发剂与含有异氰酸根基团的偶联剂反应得到光引发剂，使丙烯酸酯改性有机硅树脂具有更高的光引发剂接枝率，有效降低了丙烯酸酯改性有机硅树脂的表面能，进一步改善了其在预聚物中的分散性，从而有效提升膜体光学性能的均匀度，提升膜体光学性能，进一步提高了其制备的光固化组合物的固化速率，从而有效提升机械性能；
29.3、活性稀释剂是由丙烯酸丁酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯组合而成，活性稀释剂包括了单官能单体、双官能单体和多官能单体，单官能单体固化生成线型聚合物，有利于提高预聚物的柔韧性和附着能力，双官能单体和多官能单体不仅起反应性稀释剂的作用，而且起交联剂的作用，提升广视角增亮膜的硬度和强度；
30.4、锯齿结构的增亮膜，与液晶屏幕组装时，相当于单位面积内锯齿结构的峰结构
和液晶屏幕的玻璃接触面积减少，能避免增亮膜与液晶屏幕吸附在一起，改善了成品的吸附性，增亮膜与液晶屏幕之间没有吸附。增亮膜与液晶屏幕之间发生干涉的可能性越小。
具体实施方式
31.以下通过特定的具体实例说明本专利申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利申请的其他优点与功效。本专利申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.本发明提供如下技术方案：
33.实施例1
34.一种广视角增亮膜，包括光学pet材料制备的基材层以及涂布在基材层上形成锯齿结构涂层；锯齿结构涂层由以下组分按重量份构成：预聚物125份；活性稀释剂5份；光引发剂8份；改性光分散剂10份。
35.其中，预聚物为环氧丙烯酸酯；活性稀释剂是由丙烯酸丁酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯按照45％：32％：23％的重量百分比混合而成。
36.光引发剂是由含有羟基的光引发剂与含有异氰酸根基团的偶联剂反应得到，含有羟基的光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮；含有异氰酸根基团的偶联剂选自异氰酸丙基三乙氧基硅烷；其制备方法为：将含有异氰酸根基团的偶联剂和含有羟基的光引发剂置于四口烧瓶中，移至油浴锅，装配机械搅拌桨、温度计、冷凝管和氮气管，通氮气，升温至60℃后，滴加2滴二月硅酸二丁基锡，反应3h，体系变为较粘稠的黄色液体，停止反应，获得产物，即光引发剂。
37.改性光分散剂为丙烯酸酯改性有机硅树脂共聚物，其制备方法为：将丙烯酸树脂聚合单体滴加到有机硅树脂预聚物中，在醋酸钠催化剂作用下，部分丙烯酸树脂聚合单体与有机硅树脂预聚体发生接枝反应，然后逐步升温至75℃，加入交联剂过氧化二苯甲酰，使其余的丙烯酸树脂聚合单体与接枝物发生共聚反应，形成互穿网络结构的丙烯酸酯改性有机硅树脂共聚物，丙烯酸单体投入量为反应物总质量的20％，醋酸钠催化剂的加入量为有机硅树脂预聚物总质量的1
‰
，交联剂加入量为丙烯酸单体投入量的2％，其余为有机硅树脂预聚物。
38.一种如上述所述的广视角增亮膜的制备方法，包括以下步骤：
39.s1、将预聚物、活性稀释剂和光引发剂混合均匀，形成混合物；
40.s2、将改性光分散剂加入至步骤s1中的混合物中，经双螺杆挤出机挤出制得混合均匀的涂料；
41.s3、将涂料均匀涂覆在基材层上，经过压纹形成锯齿结构涂层，得到广视角增亮膜，锯齿结构涂层的锯齿为等腰三角形，等腰三角形的顶角为70
°
，锯齿结构涂层的厚度为3mm，等腰三角形的高为2mm。
42.实施例2
43.一种广视角增亮膜，包括光学pet材料制备的基材层以及涂布在基材层上形成锯齿结构涂层；锯齿结构涂层由以下组分按重量份构成：预聚物135份；活性稀释剂9份；光引
发剂10份；改性光分散剂14份。
44.其中，预聚物为环氧丙烯酸酯；活性稀释剂是由丙烯酸丁酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯按照45％：32％：23％的重量百分比混合而成。
45.光引发剂是由含有羟基的光引发剂与含有异氰酸根基团的偶联剂反应得到，含有羟基的光引发剂选自2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮；含有异氰酸根基团的偶联剂选自异氰酸丙基三甲氧基硅烷；其制备方法为：将含有异氰酸根基团的偶联剂和含有羟基的光引发剂置于四口烧瓶中，移至油浴锅，装配机械搅拌桨、温度计、冷凝管和氮气管，通氮气，升温至60℃后，滴加2滴二月硅酸二丁基锡，反应3h，体系变为较粘稠的黄色液体，停止反应，获得产物，即光引发剂。
46.改性光分散剂为丙烯酸酯改性有机硅树脂共聚物，其制备方法为：将丙烯酸树脂聚合单体滴加到有机硅树脂预聚物中，在醋酸钠催化剂作用下，部分丙烯酸树脂聚合单体与有机硅树脂预聚体发生接枝反应，然后逐步升温至80℃，加入交联剂过氧化二苯甲酰，使其余的丙烯酸树脂聚合单体与接枝物发生共聚反应，形成互穿网络结构的丙烯酸酯改性有机硅树脂共聚物，丙烯酸单体投入量为反应物总质量的35％，醋酸钠催化剂的加入量为有机硅树脂预聚物总质量的1.5
‰
，交联剂加入量为丙烯酸单体投入量的4％，其余为有机硅树脂预聚物。
47.一种如上述所述的广视角增亮膜的制备方法，包括以下步骤：
48.s1、将预聚物、活性稀释剂和光引发剂混合均匀，形成混合物；
49.s2、将改性光分散剂加入至步骤s1中的混合物中，经双螺杆挤出机挤出制得混合均匀的涂料；
50.s3、将涂料均匀涂覆在基材层上，经过压纹形成锯齿结构涂层，得到广视角增亮膜，锯齿结构涂层的锯齿为等腰三角形，等腰三角形的顶角为90
°
，锯齿结构涂层的厚度为4mm，等腰三角形的高为3mm。
51.实施例3
52.一种广视角增亮膜，包括光学pet材料制备的基材层以及涂布在基材层上形成锯齿结构涂层；锯齿结构涂层由以下组分按重量份构成：预聚物145份；活性稀释剂12份；光引发剂12份；改性光分散剂18份。
53.其中，预聚物为聚氨酯丙烯酸酯中的一种；活性稀释剂是由丙烯酸丁酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯按照45％：32％：23％的重量百分比混合而成。
54.光引发剂是由含有羟基的光引发剂与含有异氰酸根基团的偶联剂反应得到，含有羟基的光引发剂选自1-羟基环己基苯基甲酮；含有异氰酸根基团的偶联剂选自六亚甲基二异氰酸酯；其制备方法为：将含有异氰酸根基团的偶联剂和含有羟基的光引发剂置于四口烧瓶中，移至油浴锅，装配机械搅拌桨、温度计、冷凝管和氮气管，通氮气，升温至60℃后，滴加2滴二月硅酸二丁基锡，反应3h，体系变为较粘稠的黄色液体，停止反应，获得产物，即光引发剂。
55.改性光分散剂为丙烯酸酯改性有机硅树脂共聚物，其制备方法为：将丙烯酸树脂聚合单体滴加到有机硅树脂预聚物中，在醋酸钠催化剂作用下，部分丙烯酸树脂聚合单体与有机硅树脂预聚体发生接枝反应，然后逐步升温至85℃，加入交联剂过氧化二苯甲酰，使其余的丙烯酸树脂聚合单体与接枝物发生共聚反应，形成互穿网络结构的丙烯酸酯改性有
机硅树脂共聚物，丙烯酸单体投入量为反应物总质量的50％，醋酸钠催化剂的加入量为有机硅树脂预聚物总质量的2
‰
，交联剂加入量为丙烯酸单体投入量的5％，其余为有机硅树脂预聚物。
56.一种如上述所述的广视角增亮膜的制备方法，包括以下步骤：
57.s1、将预聚物、活性稀释剂和光引发剂混合均匀，形成混合物；
58.s2、将改性光分散剂加入至步骤s1中的混合物中，经双螺杆挤出机挤出制得混合均匀的涂料；
59.s3、将涂料均匀涂覆在基材层上，经过压纹形成锯齿结构涂层，得到广视角增亮膜，锯齿结构涂层的锯齿为等腰三角形，等腰三角形的顶角为120
°
，锯齿结构涂层的厚度为5mm，等腰三角形的高为4mm。
60.对比例1
61.同实施例1，区别在于：光分散剂为二氧化硅。
62.对比例2
63.同实施例1，区别在于：光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮。
64.对比例3
65.同实施例1，区别在于：光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮，光分散剂为二氧化硅。
66.对比例4
67.同实施例1，区别在于：活性稀释剂为丙烯酸丁酯。
68.对比例5
69.同实施例1，区别在于：活性稀释剂为二缩三丙二醇二丙烯酸酯。
70.对比例6
71.同实施例2，区别在于：光分散剂为二氧化硅。
72.对比例7
73.同实施例3，区别在于：光分散剂为二氧化硅。
74.测试方法
75.光扩散性评价：在辉度计(日本弗士达topcon-bm-7a)上测试辉度，且在不同角度测试辉度，数值越大，辉度越高，结果如表1所示。
76.雾度和透光率：将上述实施例和对比例按照astm d1003-61(97)使用hr-100雾度透光率反射计测试，结果如表1所示。
77.机械强度：采用电子拉力机测试上述板材的拉伸强度和弯曲强度，结果如表1所示。
78.耐热性：采用dsc测试上述材料在氮气氛围下的初始分解温度，如表1所示。
79.表1
[0080][0081][0082]
从表1可以看出，本发明制备的广视角增亮膜，在强度符合使用要求的情况下，雾度稳定在95％以上、透光率在86％以上，辉度远高于一般膜体，说明本发明改性光分散剂和光引发剂的作用下在预聚物中具有较好的分散性。
[0083]
另外，在对增亮膜进行辉度测试时，变换角度对其进行测试，得到如表2所示的辉度下降角度范围，在此范围内辉度值较为稳定，超过该部分角度范围，其辉度值急剧下降。
[0084]
表2
[0085]
测试项目辉度下降角度(
°
)实施例169-112实施例266-115实施例368-113对比例180-100对比例271-108对比例383-99对比例473-105对比例571-108对比例682-98对比例791-100
[0086]
由表2可知，本发明制得的增亮膜辉度下降角度为90
±
20度，而对比例中无改性分散剂(对比例1、对比例6、对比例7)制得的膜体辉度下降角度在90
±
10度之间，本发明制得的增亮膜中改性分散剂具有扩大光的出射角度的功能，达到增加视角的目的。采用本发明方法制得的广视角增亮膜具有高辉度、高透光性、广视角等特点，机械性能满足用户的需求。
[0087]
上述实施例仅例示性说明本专利申请的原理及其功效，而非用于限制本专利申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本专利申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利申请的权利要求所涵盖。