一种复合增亮膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种液晶显示器中背光源使用的增亮膜，尤其涉及一种带有UV固化 背面涂布的复合增亮膜。
【背景技术】
[0002] 增亮膜是广泛应用于液晶显示器的背光模组中最重要的光学膜之一，增亮膜的主 要作用是将从光源射出的光线变得更多、更亮，从而提高光利用率，降低光损耗，达到提高 背光亮度，或者减少耗电量的目的。它的增亮原理是利用了其特殊的棱镜结构，当经由扩散 片散射的光到达棱镜表面时，小于BEF材料关键角度的光线经棱镜面射出，大于BEF材料关 键角度的光线经棱镜面反射回扩散片，约50%的光被再次循环利用。这样出射光线集中在 +/-35° (与法线方向）的范围内，提高了中心视角的亮度，通常一片BEF约可提高60%的 亮度，通常建议搭配2张交叉的BEF可达到最佳的增亮效果，最高可达到120%的增益。
[0003] 为遮住背光中的灯影，将光源光线均匀分散开来，所以要在反射膜与增亮膜上面 各使用一张扩散膜来达到此目的。但是对于小尺寸的显示器来说，如手机、平板灯电子产 品，灯源的能量相对较低，而且产品越来越薄，传统的两张扩散加两张增亮膜的架构已经显 得过于厚实。并且光在通过扩散膜时，光损失会很严重，影响背光的亮度，增加了光能耗。限 制了整个背光模组的使用。
[0004] 目前背光模组中包含扩散膜、增亮膜、反射膜等各种光学薄膜，厚度较厚。
【发明内容】
[0005] 为了解决小尺寸显示器亮度不够、整体偏厚，并容易产生灯影的缺点，本发明提供 一种复合增亮膜及其制备方法。该复合增亮膜具有较高的透光率、较好的遮蔽性和较高的 亮度（辉度），应用于背光模组中后，能有效的解决显示器耗能严重，亮度不够，有灯影的缺 陷，并让增亮膜背面有良好的抗粘连作用，有效降低了背光模组的厚度。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：
[0007] 本发明提供一种复合增亮膜，所述的复合增亮膜依次包括增亮结构层、第一聚氨 酯层、透明基材层、第二聚氨酯层、粒子层；所述第一聚氨酯层和第二聚氨酯层统称为聚氨 酯层。
[0008] 进一步的，所述透明基材层的上表面涂布有第一聚氨酯层、下表面涂布有第二聚 氨酯层，所述第一聚氨酯层的上表面涂布有增亮结构层，所述第二聚氨酯层的下表面涂布 有粒子层。
[0009] 所述透明基材层可以是PET层。
[0010] 所述聚氨酯层还可称为涂布层，或者底涂层。所述透明基材层可简称为透明基膜。 所述的透明基材层也可以称为基膜层。
[0011] 进一步的，所述复合增亮膜中，所述增亮结构层具有微棱镜结构，所述微棱镜结构 由若干微棱镜条组成，微棱镜条的横载面为三角形，所述微棱镜条的高度是20-50微米，顶 角的角度是90°。进一步的，所述微棱镜条的高度是40-50微米，顶角的角度是90°。
[0012] 在透明基材层，例如PET膜的表面涂上聚氨酯层会让透明基材层的表面张力增 大，在与其他物质贴合、附配时有更好的接着力。聚氨酯涂布液中羟值含量越高，涂层表面 的硬度和耐介质能力越高，会进一步提升涂层表面的接着力。
[0013] 进一步的，所述的复合增亮膜中，所述聚氨酯层的材料包括聚氨酯类涂布液和助 剂；所述增亮结构层的材料为无溶剂型紫外固化树脂胶水；所述的粒子层的材料包括溶 剂型紫外固化树脂胶水、亚克力微珠和分散剂。
[0014] 进一步的，所述透明基材层是利用三层共挤、双向拉伸工艺制备的透明聚酯薄。
[0015] 进一步的，所述透明基材层的厚度为225-250 μ m。
[0016] 进一步的，所述的复合增亮膜中，所述聚氨酯层由水性聚氨酯涂布液、流平剂、和 消泡剂组成；在制备过程中，所述聚氨酯层的材料先配制成聚氨酯层涂布液，在所述聚氨酯 层涂布液中，所述聚氨酯涂布液的添加量为100重量份，流平剂的添加量为0. 03-0. 09重量 份，消泡剂的添加量为〇. 03-0. 06重量份，纯水的添加量为200重量份。
[0017] 在制备过程中，所述粒子层的材料先配制成粒子层涂布液，所述粒子层涂布液由 溶剂型紫外固化树脂胶水（也称为UV树脂胶水）、亚克力粒子和分散剂组成；所述溶剂型 紫外固化树脂胶水的添加量为20-40重量份，溶剂的添加量为20-40重量份，亚克力粒子的 添加量为〇. 1_1重量份，分散剂添加量为〇. 03-0. 3重量份。
[0018] 在制备过程中，所述增亮结构层由无溶剂型紫外固化树脂胶水组成，所述无溶剂 型紫外固化树脂胶水的添加量为100%，所述增亮结构层具有微棱镜结构。
[0019] 在制备过程中，所述增亮结构层的材料直接作为涂液使用。
[0020] 进一步的，上述聚氨酯层通过在线涂布的方法涂布到透明基材层的表面。
[0021] 进一步的，所述聚氨酯层的涂层厚度为10_200nm。
[0022] 进一步的，所述的复合增亮膜中，所述聚氨酯层的原材料包括下述成份：聚氨酯涂 布液100份，流平剂0. 03-0. 09份，消泡剂0. 03份，纯水200份。
[0023] 进一步的，所述的复合增亮膜中，所述粒子层的原材料包括下述成份：溶剂型紫外 固化树脂胶水30份，溶剂30份，PMMA粒子0. 1-1份，分散剂0. 165份。PMMA粒子的用量影 响复合增亮膜的雾度，根据不同的雾度要求，确定PMM粒子的用量。
[0024] 所述粒子层的原材料包括下述成份：溶剂型紫外固化树脂胶水30份，溶剂30份， PMMA粒子0. 1份，分散剂0. 165份。
[0025] 进一步的，所述流平剂是聚二甲基硅氧烷类流平剂。
[0026] 进一步的，所述复合增亮膜中，所述聚氨酯层的原材料包括下述成份：聚氨酯涂布 液100份，聚二甲基硅氧烷类流平剂BYK-410为0. 03-0. 09份，消泡剂BYK-024为0. 03份， 纯水200份。
[0027] 进一步的，所述复合增亮膜中，所述粒子层的原材料包括下述成份：溶剂型紫外固 化树脂胶水30份，溶剂30份，PMMA粒子0. 1份，分散剂0. 165份；所述PMMA粒子是粒径为 5 μ m与10 μ m的两种PMMA粒子的混合，两种粒径的PMMA粒子的质量比为3:1 〇
[0028] 进一步的，所述的复合增亮膜，在制备过程中，所述聚氨酯层中，所述聚氨酯涂布 液是水性聚氨酯涂布液，所述水性聚氨酯涂布液的固含量是25-35%，羟值为50-70mgK0H/ g。所述流平剂选自硅油、聚二甲基硅氧烷类、聚二甲基硅烷、聚醚或聚酯改性有机硅氧烷、 丙烯酸酯类中的一种或多种。所述消泡剂选自异辛醇、磷酸三丁酯、二甲基硅油、硅脂类中 的一种或多种。
[0029] 所述粒子层中，所述溶剂型紫外固化树脂胶水包括环氧树脂类、丙烯酸酯类、聚氨 酯类或聚脂类树脂中的一种或多种。所述亚克力粒子为粒径为3-15微米的聚甲基丙烯酸 甲酯粒子。所述溶剂为乙酸乙酯、丁酮、甲苯、乙酸丁酯中的一种或多种。所述分散剂为不 饱和多元羧酸聚合物、聚硅氧烷共聚体、含颜料亲和基团的高分子量嵌段共聚物、聚醚聚合 物、多胺酰胺、脂肪酸化学类中的一种或多种。
[0030] 所述增亮结构层中，所述无溶剂型紫外固化树脂胶水选自环氧树脂类、聚氨酯类、 丙烯酸酯类或聚脂类树脂中的一种或多种。
[0031] 进一步的，所述水性聚氨酯涂布液的固含量是29%。
[0032] 进一步的，所述的粒子层中的溶剂型紫外固化树脂胶水由丙烯酸树脂胶水与纳米 亚克力微珠、溶剂组成，所述丙烯酸树脂胶水的含量是50-59. 999%，纳米亚克力微珠的粒 径为50-100nm，纳米亚克力微珠的含量为0. 001-0. 01 %，溶剂含量为40-49. 999%，所述百 分比为重量百分比。
[0033] 进一步的，所述溶剂型紫外固化胶的固含量为40-60%，所述溶剂型紫外固化树脂 胶水是液体原料，该液体原料的折射率为1. 43-1. 47。所述溶剂型紫外固化树脂胶水的粘度 为 IO-IOOmPa · S0
[0034] 进一步的，所述溶剂为丙酮与甲苯的混合溶剂，丙酮与甲苯质量比为2:3。
[0035] 进一步的，所述无溶剂型紫外固化胶水的固含量为100%，所述无溶剂型紫外固化 树脂胶水是液体原料，该液体原料的折射率为1. 53-1. 56。所述无溶剂型紫外固化树脂胶水 的粘度为 500-3000mPa · s。
[0036] 本发明还提供上述的复合增亮膜的制备方法，所述方法包括下述步骤：
[0037] (1)取由挤出机三层共挤制成的透明基材层，在线涂布双面聚氨酯层，于烘箱中加 热干燥；
[0038] (2)在聚氨酯层的上表面，离线涂布一层粒子层；
[0039] (3)在聚氨酯层的下表面，离线涂布一层增亮结构层。
[0040] 离线涂布方式是跟双拉线上在线涂布有区别的一种涂布方式，离线涂布方式并不 是挤出、拉伸、涂布一次完成的，而是需要先将基膜（包括透明基材层，第一聚氨酯层和第 二聚氨酯层）做出来，然后再上机器涂布。
[0041 ] 进一步的，上述的复合增亮膜的制备方法中，所述粒子层在制备时先经过微凹车昆 将粒子层涂布液涂到第二聚氨酯层的表面上，经过烘箱干燥，再经过UV灯照射固化形成粒 子层。
[0042] 进一步的，上述的复合增亮膜的制备方法中，所述增亮结构层制备时先将无溶剂 型紫外固化树脂胶水涂于第一聚氨酯层的表面上，经过结构辊挤压成型立即通过UV灯照 射，使其固化定型，形成具有微棱镜结构的增亮结构层。
[0043] 进一步的，上述步骤⑴中，涂布聚氨酯层之后的PET基膜置于烘箱中 120°C_150°C加热干燥3min-5min;上述步骤（2)中，涂布粒子层之后的PET置于烘箱中 80°C _120°C干燥lmin-3min，而后采用高压萊灯以200-500mj/cm2照射固化。上述步骤（3) 中，将涂有增亮结构层的PET以400-500mj/cm 2的高压汞灯照射固化。
[0044] 进一步的，上述的制备方法中，取聚氨酯涂布液用搅拌器混合均匀后涂到PET基 膜上，置于烘箱中150°C加热干燥3min ;再取粒子层涂布液用搅拌器混合均匀后涂到第二 聚氨酯层的下表面，置于烘箱中80°C干燥lmin，而后采用高压萊灯以400mj/cm 2的总能量 对上述薄膜进行照射，使其UV硬化，得到带有粒子层的薄膜；再将无溶剂型紫外固化胶水 涂在第一聚氨酯层的上表面，进过特殊的雕刻辊挤压成型，并以450mj/cm 2的高压汞灯照 射，使其固化成型，最终得到复合增亮膜。
[0045] 进一步的，上述的制备方法中，
[0046] (1)按配比称取聚氨酯涂布液，流平剂BYK-410,消泡剂BYK-024,纯水，用搅拌器 混合均匀后涂到PET基膜上，置于烘箱中150°C加热干燥3min ;
[0047] (2)再按配比称取溶剂型丙烯酸酯类胶水，粒子，溶剂，分散剂用搅拌器混合均匀 后涂到已有的聚氨酯层上，置于烘箱中80°C干燥lmin，而后采用高压萊灯以400mj/cm 2的 能量对上述膜进行照射，使其UV固化；
[0048] (3)将无溶剂型的紫外固化树脂胶水涂到有聚氨酯层PET的下表面，采用高压汞 灯以450mj/cm 2的能量对上述膜进行照射，使其UV固化，最终得到复合增亮膜。
[0049] 为了减少薄膜使用张数，降低背光厚度，增加背光出光亮度，同时解决现在增亮膜 背面雾化膜制备时需要熟化的工艺，本发明提供一种UV方式固化的复合增亮膜及其制备 方法。所述复合增亮膜由PET层、聚氨酯层、增亮结构层、粒子层组成；所述PET层