本發(fā)明涉及一種光學(xué)用薄膜，尤其涉及一種復(fù)合增光膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字時代的來臨，液晶顯示器(LCD)已經(jīng)成為了當(dāng)今最普遍的顯示技術(shù)，LCD為非發(fā)光性的顯示裝置，須要借助背光源才能達(dá)到顯示的功能。目前用于LCD顯示設(shè)備背光模組原材料，滿足了亮度、遮蔽等光學(xué)方面的需求，隨著對光學(xué)膜的進(jìn)一步研究，較好的規(guī)避各種缺陷。例如，美國專利(專利號為5626800)，采用具有彈性的樹脂，在受到外界刮擦后，恢復(fù)原有形狀。但是只設(shè)置單一方向的棱鏡，只能集中與棱鏡垂直方向面的光，無法更高效的提高中心輝度。
復(fù)合光學(xué)膜主要作用是將多種光學(xué)功能集中于一張光學(xué)膜上，以代替兩張或者多張單一功能的光學(xué)膜。例如，申請?zhí)枮?00810133921.X(公布日為2010年1月20日)和申請?zhí)枮?01310205786.6(公布日為2014年12月17日)的中國專利申請，在增亮膜背面設(shè)置霧化層，作為一種兼具擴散功能的增亮膜，此類復(fù)合膜具有很大局限性。主要是復(fù)合效果不太明顯，只能集中單一方向上的光，同時，增亮微結(jié)構(gòu)容易受到刮擦等外部作用產(chǎn)生缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有增亮膜只能集中單一方向上的光的問題，本發(fā)明提供一種復(fù)合增光膜及其制備方法。該復(fù)合增光膜設(shè)置兩個增亮膜垂直交叉在一起，形成一張集中交叉方向的復(fù)合增光膜，能夠集中相垂直的兩個方向上的光；并且，增亮膜的第二微結(jié)構(gòu)設(shè)置于復(fù)合膜內(nèi)部，不會受到刮擦；兩層復(fù)合后，挺度也 相對單層較高，使在背光中的組裝過程更加簡單、高效。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
本發(fā)明提供一種復(fù)合增光膜，所述復(fù)合增光膜包括第一增光層和第二增光層；所述第一增光層包括第一襯底、第一微結(jié)構(gòu)層和第一背涂層，所述第一微結(jié)構(gòu)層設(shè)置于第一襯底之上，所述第一背涂層設(shè)置于第一襯底之下；所述第二增光層包括第二襯底、第二微結(jié)構(gòu)層和第二背涂層，所述第二微結(jié)構(gòu)層設(shè)置于第二襯底之上，所述第二背涂層設(shè)置于第二襯底之下；第一背涂層粘結(jié)在第二微結(jié)構(gòu)層上，使所述第一增光層和第二增光層復(fù)合在一起。
進(jìn)一步的，所述第一微結(jié)構(gòu)層包括若干個等腰直角三角形棱柱，棱柱的頂角為直角。所述第二微結(jié)構(gòu)層包括若干個等腰直角三角棱柱，棱柱的頂角為直角。所述第一微結(jié)構(gòu)層棱柱方向與第二微結(jié)構(gòu)層棱柱方向垂直交叉。所述等腰直角三角形的高度稱為等腰直角三角棱柱的高度，也稱為第一微結(jié)構(gòu)層或第二微結(jié)構(gòu)層的高度，也簡稱為棱鏡高度。
所述復(fù)合增光膜也稱為復(fù)合增亮膜。增光層也稱為增亮層。
進(jìn)一步的，在所述的復(fù)合增光膜中，所述第一襯底和第二襯底的材料分別選自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA6)、聚已二酸已二胺(PA66)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚偏氯乙烯(PVDF)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中的一種或其中至少兩種的混合物。
所述第一襯底和第二襯底的材料優(yōu)選聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
進(jìn)一步的，所述第一襯底和第二襯底的材料為PET。所述第一襯底和第二襯底的厚度分別為50-150μm。
進(jìn)一步的，在所述的復(fù)合增光膜中，所述第一微結(jié)構(gòu)層和第二微結(jié)構(gòu)層的材料分別選自環(huán)氧丙烯酸酯類，聚氨酯丙烯酸酯聚合物，聚酯丙烯酸酯聚合物中的一種或其中至少兩種的混合物。
所述第一微結(jié)構(gòu)層和第二微結(jié)構(gòu)層的材料優(yōu)選聚氨酯丙烯酸酯聚合物。
進(jìn)一步的，在所述的復(fù)合增光膜中，所述第一微結(jié)構(gòu)層由若干個相互平行的等腰直角三角形棱柱組成；所述第二微結(jié)構(gòu)層由若干個相互平行的等腰直角三角棱柱組成；所述第一微結(jié)構(gòu)層棱柱方向與第二微結(jié)構(gòu)棱柱方向垂直交叉。所述等腰直角三角(形)棱柱為橫截面為等腰直角三角形的棱柱。等腰直角三角形的頂角為直角。等腰直角三角棱柱也稱為等腰直角三角形棱柱。棱柱也簡稱為棱鏡。
進(jìn)一步的，在所述的復(fù)合增光膜中，所述第一微結(jié)構(gòu)層的高度為12.5-35μm；所述第二微結(jié)構(gòu)層高度為12.5-35μm。
進(jìn)一步的，在所述的復(fù)合增光膜中，所述第一背涂層的厚度為1-3μm，所述第一背涂層包括擴散粒子和粘合樹脂，第一背涂層中擴散粒子的含量為0-3％；所述第二背涂層的厚度為1-10μm，所述第二背涂層包括擴散粒子和粘合樹脂，第二背涂層中擴散粒子的含量為20-25％；所述含量為重量百分含量；所述擴散粒子的含量是指擴散粒子占粘合樹脂的重量百分含量。
進(jìn)一步的，在所述的復(fù)合增光膜中，所述第一背涂層和第二背涂層中的擴散粒子的材料分別選自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)、聚氨酯(PU)、二氧化硅(SiO2)或二氧化鈦(TiO2)中的一種或其中至少兩種的混合物。
所述擴散粒子的材料優(yōu)選聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
進(jìn)一步的，在所述的復(fù)合增光膜中，所述第一背涂層和第二背涂層中的粘合樹脂分別選自環(huán)氧丙烯酸酯聚合物，聚氨酯丙烯酸酯聚合物，聚酯丙烯酸酯聚合物中的一種或其中至少兩種的混合物。
所述第一背涂層和第二背涂層的粘合樹脂優(yōu)選聚氨酯丙烯酸酯聚合物。
進(jìn)一步的，在所述的復(fù)合增光膜中，所述第一微結(jié)構(gòu)層的材料為聚氨酯丙烯酸酯聚合物，第一微結(jié)構(gòu)層的厚度為25-35μm，所述第一背涂層中的粘合樹脂的材料為UV膠水，第一背涂層的厚度為1-3μm，第一背涂層中的擴散粒子的含量為0-2％；所述第二微結(jié)構(gòu)層的材料為聚氨酯丙烯酸酯聚合物，第二微結(jié)構(gòu)層的厚度為25-35μm，所述第二背涂層中的粘合樹脂的材料為聚氨酯丙烯酸 酯聚合物，第二背涂層的厚度為5μm，第二背涂層中的擴散粒子的含量為25％。
所述復(fù)合增光膜用于液晶顯示元件的背光模組。
進(jìn)一步的，所述第一襯底和第二襯底采用現(xiàn)有的聚酯薄膜。進(jìn)一步的，所述第一襯底和第二襯底選用雙軸拉伸聚酯薄膜，例如，厚度為100μm，長陽科技有限公司制備，商品名為“OSQ2”的雙軸拉伸聚酯薄膜。
進(jìn)一步的，在第二增亮層中，在第二背涂層中，所述擴散粒子選自PMMA粒子(綜研化學(xué)(蘇州)有限公司生產(chǎn)，產(chǎn)品型號為KSR-3)，所述粘合樹脂為聚氨酯丙烯酸酯聚合物(日本DIC公司生產(chǎn))。第二微結(jié)構(gòu)層的材料為聚氨酯丙烯酸酯膠水(新光化學(xué)產(chǎn)業(yè)公司生產(chǎn)，產(chǎn)品型號為UB-3331)。
進(jìn)一步的，在第一增亮層中，在第一背涂層中，粘合樹脂的材料選自UV膠水(新光化學(xué)產(chǎn)業(yè)公司生產(chǎn)，產(chǎn)品型號為UB-3411)。所述第一微結(jié)構(gòu)層的材料為聚氨酯丙烯酸酯聚合物膠水(新光化學(xué)產(chǎn)業(yè)公司生產(chǎn)，產(chǎn)品型號為UB-3211)。
本發(fā)明還提供一種所述復(fù)合增光膜的制備方法，所述方法包括下述步驟：
(1)準(zhǔn)備透明第一襯底和第二襯底，
(2)采用離線涂布的方式，在第二襯底的一面上形成第二背涂層；采用硬模法，經(jīng)UV固化，在第二襯底的另一面形成第二微結(jié)構(gòu)層；
(3)同時，采用離線涂布的方式，在第一襯底上形成未固化的第一背涂層,
(4)將(2)所得的第二微結(jié)構(gòu)層和(3)所得的未固化的第一背涂層貼合在一起,
(5)步驟(4)得到貼合膜層，未固化的第一背涂層經(jīng)UV固化，形成第一背涂層，
(6)步驟(5)得到貼合膜層，在第一襯底的另一面涂布第一微結(jié)構(gòu)層的材料，再采用硬模法，高能UV固化后，得到第一微結(jié)構(gòu)層，從而得到所述復(fù)合增光膜。
與現(xiàn)有增光膜相比，本發(fā)明提供的復(fù)合增光膜的有益效果在于：1、垂直交叉設(shè)置棱鏡微結(jié)構(gòu)，可以將光源所發(fā)出的光更好的集中在顯示器中心，極大的提高背光模組的輝度。2、由于將不同棱鏡方向交叉設(shè)置，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)兩張垂 直設(shè)置的棱鏡膜，可以減少膜片的數(shù)量和簡化背光膜片組裝工序，同時具有較好的挺性。3、將下層棱鏡微結(jié)構(gòu)設(shè)置在復(fù)合膜內(nèi)部，可以有效地保護(hù)第二微結(jié)構(gòu)層中的棱鏡結(jié)構(gòu)，避免例如靜電吸附、外界刮擦等缺陷產(chǎn)生。本發(fā)明提供的復(fù)合增光膜具有良好增光效果和遮蔽性，具有較好的剝離強度和挺性，同時，在背光模組組裝時，能夠減少光學(xué)膜片使用數(shù)量和簡化組裝過程。本發(fā)明提供的制備方法工藝簡單，便于操作。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提供的復(fù)合增光膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明提供的復(fù)合增光膜進(jìn)行詳細(xì)的說明。
如圖1所示，本發(fā)明提供一種復(fù)合增光膜10，所述復(fù)合增光膜10包括第一增光層11和第二增光層12；所述第一增光層11包括第一襯底102、第一微結(jié)構(gòu)層101和第一背涂層103，所述第一微結(jié)構(gòu)層101設(shè)置于第一襯底102之上，所述第一背涂層103設(shè)置于第一襯底102之下；所述第二增光層12包括第二襯底105、第二微結(jié)構(gòu)層104和第二背涂層106，所述第二微結(jié)構(gòu)層104設(shè)置于第二襯底105之上，所述第二背涂層106設(shè)置于第二襯底105之下；所述第一增光層11和第二增光層12通過第一背涂層103粘結(jié)在第二微結(jié)構(gòu)層104上而復(fù)合在一起。
實施例1
本發(fā)明提供一種復(fù)合增光膜，其中，
第二增光層的制備：第二襯底選用雙軸拉伸聚酯薄膜(厚度100μm，長陽科技有限公司制，商品名“OSQ2”)。第二襯底的一面采用離線涂布的方式，涂布包括PMMA擴散粒子(綜研化學(xué)(蘇州)有限公司，產(chǎn)品型號為KSR-3)和聚氨酯丙烯酸酯聚合物粘合樹脂(日本DIC公司生產(chǎn))的涂布液，經(jīng)過UV固化形成第二背涂層，成膜后，第二背涂層的厚度為1μm，擴散粒子的含量為 20％。然后，在第二襯底的另一面上涂布聚氨酯丙烯酸酯膠水(新光化學(xué)產(chǎn)業(yè)公司生產(chǎn)，產(chǎn)品型號為UB-3331)，經(jīng)過成型輥和背壓輥，同時UV固化，形成第二微結(jié)構(gòu)層，第二微結(jié)構(gòu)層為高度為25μm的等腰直角三角形棱鏡層(即等腰直角三角棱柱)，棱鏡方向記為0度。
第一增光層中的第一背涂層的制備：第一襯底選用雙軸拉伸聚酯薄膜(厚度100μm，長陽科技有限公司制，商品名“OSQ2”)。在第一襯底上，涂布UV膠水(新光化學(xué)產(chǎn)業(yè)公司生產(chǎn)，產(chǎn)品型號為UB-3411)，經(jīng)過烘箱烘干后，形成未固化的第一背涂層，背涂層厚度為1μm，擴散粒子(PMMA)含量為0％。
將第一增光層和第二增光層貼合在一起：經(jīng)過兩對貼合輥，將未固化的第一背涂層和第二微結(jié)構(gòu)層粘結(jié)在一起，再次經(jīng)過UV固化，使得第一背涂層固化。
第一增光層中的第一微結(jié)構(gòu)層的制備：在第一襯底上，涂布聚氨酯丙烯酸酯聚合物膠水(新光化學(xué)產(chǎn)業(yè)公司生產(chǎn)，產(chǎn)品型號為UB-3211)，經(jīng)過另一對成型輥和背壓輥，經(jīng)UV固化后形成第一微結(jié)構(gòu)層，第一微結(jié)構(gòu)層為高度為12.5μm的等腰直角三角形棱鏡層，棱鏡方向記為90度。
所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例2
如實施例1提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第二背涂層粒子含量為23％，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例3
如實施例2提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第二背涂層粒子含量為25％，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例4
如實施例3提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第二背涂層粒子含量為25％，第二背涂厚度為5μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例5
如實施例4提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第二背涂層粒子含量為25％，第二背涂層的厚度為10μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例6
如實施例5提供的復(fù)合增光膜，其中，第一襯底和第二襯底的厚度分別為50μm，所述第二背涂層粒子含量為25％，第二背涂層的厚度為10μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例7
如實施例6提供的復(fù)合增光膜，其中，第一襯底和第二襯底的厚度分別為150μm，所述第二背涂層粒子含量為25％，第二背涂層的背涂厚度為10μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例8
如實施例7提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第二背涂層粒子含量為25％，第二背涂層的厚度為5μm，第一微結(jié)構(gòu)層高度為25μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例9
如實施例8提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第二背涂層粒子含量為25％，所述第二背涂層的厚度為5μm，第一微結(jié)構(gòu)層高度為35μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例10
如實施例9提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第二背涂層粒子含量為25％，所述第二背涂層的厚度為5μm，第一微結(jié)構(gòu)層高度為25μm，第二微結(jié)構(gòu)層高度為12.5μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例11
如實施例10提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第二背涂層粒子含量為25％，所述第二背涂層的厚度為5μm，第二微結(jié)構(gòu)層高度為35μm，第一微結(jié)構(gòu)層高度為25μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例12
如實施例11提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第一背涂層厚度為2μm，第二微結(jié)構(gòu)層高度為35μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例13
如實施例12提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第一背涂層厚度為3μm，第二微結(jié)構(gòu)層高度為35μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例14
如實施例13提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第一背涂層厚度為2μm，粒子含量為2％，第二微結(jié)構(gòu)層高度為35μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
實施例15
如實施例14提供的復(fù)合增光膜，其中，所述第一背涂層厚度為2μm，粒子含量為3％，第二微結(jié)構(gòu)層高度為35μm，所得復(fù)合增光膜的光學(xué)性能和力學(xué)性能如表2所示。
表1本發(fā)明實施例1-15所述技術(shù)方案中各項的數(shù)據(jù)
表2實施例1-15提供的復(fù)合增光膜的主要性能的檢測結(jié)果
測試方法如下：
霧度測試和透光率測試：使用透射霧影儀加強型(德國BYK公司供售的AT-4725型)測定各實施例中復(fù)合增光膜的可見光霧度和透射率。
相對輝度測試：將32寸LCD側(cè)入式面板的背光模塊預(yù)熱2小時或更久，將導(dǎo)光板裝設(shè)于內(nèi)，每次待測膜片層疊之前僅提供導(dǎo)光板時的亮度狀態(tài)之間的差異小于0.05％，其后將各實施例的復(fù)合增光膜分別疊于其上，再采用亮度計(日本Topcon公司供售的BM-7型號)依據(jù)VESA標(biāo)準(zhǔn)來測量9個點的亮度值，并重復(fù)三次，之后將9個點的亮度值予以平均，設(shè)定未堆疊任何膜片的背光模塊的輝度為100％，各實施例提供的復(fù)合增光膜輝度與其對比，記做相對輝度。
180度剝離強度測試：將各實施例的復(fù)合增光膜，裁切成寬度和長度分別為25mm和150mm的樣條，將復(fù)合增光膜的第二背涂層面固定在基板上，將第一增亮層從第二增亮層上剝離下來，剝離速度為300mm/min，采用電子拉力試驗機(TCS-2000，高鐵檢測儀器(東莞)有限公司)測試剝離力，在測試條中部取10mm讀取數(shù)據(jù)，至少讀取5個數(shù)據(jù)，對所讀取數(shù)據(jù)值取平均值。
挺度測試：將實施例提供的高挺度反射膜裁切成5cm×40cm的長條形狀膜片，將膜片的一端平行放置在水平桌邊，壓上重物，水平桌面上的膜片部分長度為10cm，伸出桌面的膜片部分長度為30cm，以膜片彎曲末端至桌面邊緣的水平距離d(cm)，作為表征挺度的數(shù)值，挺度數(shù)值越大表明膜片的挺性越好。
由表2所示測試結(jié)果可以得出，本發(fā)明提供的復(fù)合增光膜的挺度較好、180度剝離強度高，同時，具有較高的霧度和相對輝度。其中，實施例8、9、11、12、13和14提供的綜合性能更好(180度剝離強度大于100gf/25mm，挺度大于22cm，同時霧度為95％以上，相對輝度大于150％)。特別的，實施例12所得到的180度剝離強度大于130gf/25mm，挺度大于23cm，同時霧度為95％以上，相對輝度為158％，綜合性能最好。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容所做的均等變化與修飾，均涵蓋在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。