专利名称：一种复合反射膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于背光源系统的反射膜，具体涉及一种复合反射膜及其制备方法。
背景技术：
液晶显示技术(IXD)是目前应用最普遍的显示技术之一，并将在一段时期内占据着各种显示领域的主流技术地位。液晶分子本身并不发光，它显示图像或字符是它对背光源发出的光线进行调制的结果，背光源是决定液晶显示性能的重要组件，背光源的亮度直接决定了 LCD表面的显示亮度。
液晶背光源体系主要由光源、导光板、各类光学膜片及结构件组成，其发展趋向于尺寸的多元化及轻便化，并对发光亮度要求很高。目前背光源类型主要有电致发光片(EL)、 冷阴极荧光管(CCFL)、发光二极管(LED)等，依其位置不同分为侧光式和底背光式。随着 LCD模组发展，高亮度薄型化的侧光式CCFL背光源成为主流，但由于功耗大，不能满足可携式资讯产品和节能的要求，因此，在不增加耗电量情况下提高背光源亮度进而增加LCD亮度也是主要发展趋势之一。
液晶背光源体系的主要光学膜片包括反射膜、扩散膜和增亮膜，所述反射膜的作用就是将光源发出的光线高效而尽量不损耗地反射至背光源的出光方向，从而降低光损耗，达到提高背光亮度，或者减少耗电量的目的。
如何提高反射膜的光学性能，提高其反射率，使光源发出的光线能最大程度地被利用而减少损耗，是目前该领域需要解决的重要课题。目前业界所使用的反射膜以聚对苯二甲酸乙二醇酯为主要原料，通过在树脂中添加白色无机颜料粒子如二氧化钛、硫酸钡、氧化锌、碳酸钙等，获得白色反射特性。进一步地，在聚酯基材中进行发泡产生微孔结构，可以适当提高反射率同时减少材质。现有技术中的各种反射膜的反射率还可以进一步提高。发明内容
为了克服现有光学反射膜反光率尚待提高的不足，本发明提供一种反射率进一步提高的复合反射膜(也可称为复合光学反射膜)。与现有技术相比，本发明提供的复合反射膜反射光线高效而且无损耗。
为了解决上述技术问题，本发明提供下述技术方案
一种复合反射膜，它的特点是，所述反射膜包括透明膜片和底部反射膜片，所述透明膜片与底部反射膜片相邻的一面设置有微半球阵列结构(也可称为半球状突起结构)。 底部反射膜片也可称为底部反射光学膜片。
进一步的，所述反射膜还包括粘合剂，所述粘合剂与微半球阵列结构相结合。
进一步的，所述透明膜片的厚度为100-400微米，所述微半球阵列结构的球体直径为10-100微米，所述粘合剂的厚度为15-20微米，所述底部反射膜片的厚度为75-250微米。
所述球体直径太小不易实现，太大对膜厚影响较大。半球状突起结构的形状必须是半球形，这样才能使进入的光线最大程度的被反射至背光源出光方向。
进一步的，所述微半球阵列结构为六方紧密堆积结构。
半球状突起结构尽量紧密排布，所述六方紧密堆积结构能够保证进入透明膜片的光线都经过半球状表面发生反射。
进一步的，所述底部反射膜片的材料为聚酯，所述聚酯材料内部分散有纳米改性无机填料，所述无机填料占所述底部反射膜片的重量百分含量为5% _25%，所述透明膜片为树脂材料。
进一步的，所述粘合剂为含氟和甲氧基硅烷的有机紫外光固化胶黏剂，或，所述粘合剂包括中空二氧化硅纳米球和粘合剂树脂；所述粘合剂树脂是聚硅氧烷化合物、含氟环氧丙烯酸树脂、环氧甲基丙烯酸树脂，所述中空二氧化硅纳米球占所述粘合剂树脂的重量百分含量是5%-15%。所述中空二氧化硅纳米球的尺寸为200-600纳米，其壳层为30-100 纳米。所述聚硅氧烷化合物包括乙烯基二甲基硅氧烷和甲基乙烯硅氧烷。
进一步的，所述粘合剂的折射率比所述透明膜片的折射率至少低0. 20。折射率差越大，反射率越高。
进一步的，所述底部反射膜片中，所述聚酯材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或者聚丙烯，所述纳米改性无机填料包括二氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、氧化锌中的一种或至少两种的组合；所述透明膜片中，所述树脂材料包括聚苯乙烯、聚碳酸酯或丙烯酸系树脂材料。
所述透明膜片通过在其一面上刻划有微半球阵列结构，并结合低折射率粘合剂， 形成反射结构，再结合下层的高效反射膜达到反射率进一步提高的目的。
进一步的，所述纳米改性无机填料粒径为200-400纳米，含量为5% -25%，其改性包覆材料为二氧化硅和/或氧化铝。
本发明还提供一种复合反射膜的制备方法，它的特点是，所述底部反射膜片的材料内部分散有纳米改性无机填料，并以超临界二氧化碳进行物理发泡制得微泡结构；所述透明膜片通过模压方法刻划有微半球阵列结构，所述微半球阵列结构与所述粘合剂相结合，所述粘合剂的另一面粘结所述底部反射膜片。
所述底部反射膜片的制备过程简述如下将含添加剂的母料、纳米改性无机填料与超临界二氧化碳在单螺杆挤出机中熔融塑化、剪切混合成均勻溶液，经过机头处设计的气核引发装置发泡，然后流出模头经过压延冷却成型，并进一步通过双向拉伸制得成品。超临界二氧化碳物理发泡工艺所制得的微泡结构的泡孔尺寸为1-10微米，密度为IO8-IOltl个 /cm3 (可以通过显微镜观察泡孔尺寸和密度)。
透明膜片的半球状突起结构是通过一种模压方法实现的，具体的，透明膜片在加热到玻璃化转变温度以上时进行充分模压，再在冷却段冷却至玻璃化温度之下，快速冷却固化后从模具上剥离。半球结构的堆积结构和覆盖率都由模具决定，此种模压方法的困难在于凹陷坑中的空气不易排除，因此在模具的凹陷底端具有微孔透气，只要控制模压的压力，就可以实现半球结构的完整。
进一步的，所述透明膜片的厚度为200-300微米，所述微半球阵列结构的球体直径为30-80微米，所述底部反射膜片的厚度为100-200微米。
进一步的，所述透明膜片的厚度为100-250微米，所述微半球阵列结构的球体直径为10-50微米，所述底部反射膜片的厚度为75-150微米。
进一步的，所述透明膜片的厚度为250-400微米，所述微半球阵列结构的球体直径为50-100微米，所述底部反射膜片的厚度为150-250微米。
进一步的，所述透明膜片的厚度为250-400微米，所述微半球阵列结构的球体直径为30-80微米，所述底部反射膜片的厚度为75-150微米.
进一步的，所述透明膜片的厚度为100-300微米，所述微半球阵列结构的球体直径为10-60微米，所述底部反射膜片的厚度为100-250微米。
进一步的，所述透明膜片的厚度为200-400微米，所述微半球阵列结构的球体直径为40-100微米，底部光学反射膜片的厚度为75-200微米。
与现有技术相比，本发明提供的复合反射膜采用紧密堆积的微半球结构，并结合微半球结构与粘合剂的界面折射率差，可以有效的控制光线被反射至背光源出光方向，透过的光线经下部反射膜片的反射，也能够轻易进入透明膜片射向背光源出光方向，达到整体复合反射膜的高效无损耗反射光线的目的。本发明提供的复合反射膜反射率较高，可广泛用于液晶背光源体系。本发明提供的复合反射膜的制备方法，生产工艺简单，易于操作。
图1为本发明提供的复合反射膜结构示意其中，1为透明膜片，2为微半球阵列结构，3为粘合剂，4为底部反射膜片，L为粘合剂3的厚度。具体实施方式
本发明提供的的复合反射膜，其可见光反射率较高，为了对其效果进行比对，采用 ColorQuest XE分光测色仪(Hunterlab公司制)，在D65光源条件下，通过积分球d/8°结构测试其反射率，反射率数据为400-700nm每隔IOnm波长的反射率的加权平均值，权值对应D65光源的能量分布曲线，参考的是测色标准JIS Z8722-2009(日本工业标准)和GB/ T3979-2008。
本发明所用的原材料和生产设备为现有的材料和设备。如，所述底部反射膜片材料聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚丙烯(PP)，以及上层透明膜片材料聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)或丙烯酸系树脂材料均为市场上销售的产品；纳米改性无机填料也为市场上常见的产品；紫外光固化胶黏剂，粘合剂树脂和中空二氧化硅纳米球也可在市场上购买。
如图1所示，本发明提供的复合反射膜，包括透明膜片1和底部反射膜片4，所述透明膜片1与底部反射膜片4相邻的一面设置有微半球阵列结构(或称半球状突起结构)2。 所述复合反射膜还包括粘合剂3，所述粘合剂3与微半球阵列结构2相结合，所述粘合剂3 的厚度L为15-20微米，所述粘合剂3的另一面粘结所述底部反射膜片4。
本发明所提供的复合反射膜的制备方法包括下述步骤
1、将聚酯材料和纳米改性无机填料与超临界二氧化碳在单螺杆挤出机中熔融塑化、剪切混合成均勻溶液，经过机头处设计的气核引发装置发泡，然后流出压延机冷却成型，并进一步通过双向拉伸制得75-250微米的底部反射膜片4。该底部反射膜片4采用超临界CO2物理发泡工艺，所得的泡孔尺寸为1-10微米，密度为IO8-IOki个/cm3。
2、将100-400微米的透明膜片1在加热到玻璃化转变温度以上时进行充分模压， 再在冷却段冷却至玻璃化温度之下，快速冷却固化后从模具上剥离，形成直径为10-100微米的微半球阵列结构2。
3、微半球阵列结构表面涂布一层15-20微米的粘合剂3 ；
4、将底部反射膜片4粘结在粘合剂3上，制得所述复合反射膜。
物理发泡用的设备包括单螺杆挤出发泡成型机，超临界二氧化碳注入及计量装置。模压设备包括环形的带状模具、加热模压装置和冷却装置，带状模具的外表面带有呈六方紧密堆积状的半球凹陷。
下述实施例中，透明膜片1与粘合剂3折射率相差至少0. 20，粘合剂3的厚度为 15-20微米，粘合剂树脂中包含中空二氧化硅纳米球。所述中空二氧化硅纳米球的粒径为 200-600纳米，其壳层为30-100纳米，重量占粘合剂树脂总重量的5% -15%。所述纳米改性无机填料占所述底部反射膜片的重量百分含量为5% -25%。
实施例1
所述的底部反射膜片的材料为PET，PET材料内均勻分散有纳米改性无机填料，并以超临界二氧化碳进行物理发泡制得微泡结构。所述纳米改性无机填料包括二氧化钛和硫酸钡，其改性包覆材料为氧化铝。上层透明膜片为丙烯酸系树脂材料，其一面上刻划有半球状突起结构。低折射率粘合剂包含中空二氧化硅纳米球(或称中空二氧化硅)与聚硅氧烷化合物，所得反射膜的反射率参见表1。
实施例2
所述的底部反射膜片的材料为PP，PP材料内均勻分散有纳米改性无机填料，并以超临界二氧化碳进行物理发泡制得微泡结构。所述纳米改性无机填料包括二氧化钛和硫酸钡，其改性包覆材料为氧化铝。上层透明膜片为丙烯酸系树脂材料，其一面上刻划有半球状突起结构。低折射率粘合剂包含中空二氧化硅与聚硅氧烷化合物，所得反射膜的反射率参见表1。
比较例
市售UX188光学反射薄膜，厂家为日本帝人株式会社，反射率参见表1。
表权利要求
1.一种复合反射膜，其特征在于，所述反射膜包括透明膜片和底部反射膜片，所述透明膜片与底部反射膜片相邻的一面设置有微半球阵列结构。
2.一种如权利要求1所述的复合反射膜，其特征在于，所述反射膜还包括粘合剂，所述粘合剂与微半球阵列结构相结合。
3.—种如权利要求2所述的复合反射膜，其特征在于，所述透明膜片的厚度为100-400 微米，所述微半球阵列结构的球体直径为10-100微米，所述粘合剂的厚度为15-20微米，所述底部反射膜片的厚度为75-250微米。
4.一种如权利要求3所述的复合反射膜，其特征在于，所述微半球阵列结构为六方紧密堆积结构。
5.一种如权利要求3所述的复合反射膜，其特征在于，所述底部反射膜片的材料为聚酯，所述聚酯材料内部分散有纳米改性无机填料，所述无机填料占所述底部反射膜片的重量百分含量为5% _25%，所述透明膜片为树脂材料。
6.一种如权利要求2所述的复合反射膜，其特征在于，所述粘合剂为含氟和甲氧基硅烷的有机紫外光固化胶黏剂，或，所述粘合剂包括中空二氧化硅纳米球和粘合剂树脂；所述粘合剂树脂是聚硅氧烷化合物、含氟环氧丙烯酸树脂、环氧甲基丙烯酸树脂，所述中空二氧化硅纳米球占所述粘合剂树脂的重量百分含量是5% -15%。
7.—种如权利要求2所述的复合光学反射膜，其特征在于，所述粘合剂的折射率比所述透明膜片的折射率至少低0. 20。
8.—种如权利要求5所述的复合反射膜，其特征在于，所述底部反射膜片中，所述聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯，所述纳米改性无机填料包括二氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、氧化锌中的一种或至少两种的组合；所述透明膜片中，所述树脂材料包括聚苯乙烯、聚碳酸酯或丙烯酸系树脂材料。
9.一种如权利要求8所述的复合反射膜，其特征在于，所述纳米改性无机填料的粒径为200-400纳米，其改性包覆材料为二氧化硅和/或氧化铝。
10.一种如权利要求2-9之一所述的复合反射膜的制备方法，其特征在于，所述底部反射膜片的材料内部分散有纳米改性无机填料，并以超临界二氧化碳进行物理发泡制得微泡结构；所述透明膜片通过模压方法刻划有微半球阵列结构，所述微半球阵列结构与所述粘合剂相结合，所述粘合剂的另一面粘结所述底部反射膜片。
全文摘要
本发明涉及一种应用于背光源系统的反射膜，具体涉及一种复合反射膜及其制备方法，为了克服现有光学反射膜反光率尚待提高的不足，本发明提供一种反射率进一步提高的复合反射膜。所述复合反射膜包括透明膜片和底部反射膜片，所述透明膜片与底部反射膜片相邻的一面设置有微半球阵列结构，该反射膜反射率较高，可广泛用于液晶背光源体系。本发明还提供了一种复合反射膜的制备方法，该制备方法生产工艺简单，成本较低。
文档编号B32B7/12GK102508323SQ20111038048
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者不公告发明人 申请人:宁波长阳科技有限公司