专利名称：一种光学扩散薄膜及使用该光学扩散薄膜的背光源模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及扩散膜领域，具体涉及一种光学扩散薄膜及使用该光学扩散薄膜的背 光源模块，该光学扩散薄膜为单面涂布光扩散层的透明薄膜，该光学扩散薄膜特别适用于 以发光二极管为光源的液晶显示装置的背光模块。
背景技术：
近年来平面显示技术，特别是液晶显示技术的快速发展以及其在移动通讯设备显 示、笔记本电脑显示器、台式电脑显示器以及大尺寸液晶电视的广泛应用，对背光源模块中 光学扩散薄膜的性能要求日趋提高，主要集中在提高亮度和照明均勻度上。现有应用于背光源模块的光学扩散薄膜大多需要配合棱镜片或增亮膜使用，否则 制作的液晶显示装置的亮度不高。而棱镜片或增亮膜技术主要掌握在3M等少数公司的手 里。因此，棱镜片或增亮膜的价格昂贵，占据整个背光源模块成本的30%左右。此外，现有 的典型的光学扩散薄膜的结构示意图如图1，都是在透明基膜1的两面都有涂层，一面为光 扩散层2，另一面为防粘层3，透明基膜1 一般为透明聚酯薄膜，光扩散层2包含有光扩散粒 子4和胶粘剂5，防粘层3也包括聚合物粒子6和胶粘剂7。具有上述结构的光学扩散薄膜 的制造工艺需要两次涂布，生产工序复杂导致产品的次品率较高，且性能不稳定。背光源模块的典型结构如图2示，包括反射片21、导光板22、下扩散片23、棱镜片 24、上扩散片25及光源26。光源26发出的线光线通过导光板22和反射片21后变成面均 勻化的面光源，透过导光板22的光线依次经过下扩散膜23、棱镜片24和上扩散膜25，该结 构中需要使用到价格相对昂贵的棱镜片24。光源26是背光源模块的核心组件之一，目前大 多数液晶显示装置的光源是冷阴极荧光灯、外部电极荧光灯或热阴极荧光灯，此类光源能 耗大，光线亮度较发光二极管光源低很多。从节能环保的角度来讲，冷阴极荧光灯、外部电 极荧光灯或热阴极荧光灯等传统光源能耗较大，不利于环境保护。
发明内容
本发明提供了 一种能够有效提高光学均勻度的光学扩散薄膜。本发明还提供了一种使用该光学扩散薄膜的背光源模块，可避免使用价格昂贵的 棱镜片或增亮膜组件，可大大提高液晶显示器的亮度并节约液晶显示器的制作成本。—种光学扩散薄膜，包括透明基膜，所述的透明基膜的一个表面涂布有光扩散层， 所述的光扩散层中均勻分布光扩散粒子，所述的光扩散粒子是直径为5 μ m-50 μ m的透明 聚合物球形粒子，所述的透明聚合物球形粒子的粒径分布呈单分散。单分散的聚合物球形 粒子有利于光线在光学扩散薄膜表面的均勻折射、反射，进而使透过光学扩散薄膜的光线 具有极高的均勻性。所述的光扩散粒子为交联的热固型透明聚合物球形粒子。所述的交联的热固型透明聚合物选用本领域常用的具有交联结构的热固型透明 聚合物，如可选用聚苯乙烯(PS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。
所述的光扩散粒子是通过高分子胶粘剂固定在透明基膜上的，所述的高分子胶粘 剂优选为聚酯多元醇、聚氨酯类、氨基树脂等中的一种或多种。所述高分子胶粘剂的固化剂优选为具有两个及两个以上官能团的异氰酸酯中的 一种或多种。所述的透明基膜优选厚度为50 μ m-250 μ m的光学级聚合物透明薄膜，可选用聚 对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚碳酸酯(PC)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜、聚甲基丙烯酸 甲酯(PMMA)薄膜等光学级聚合物透明薄膜中的任一种。所述的光扩散层的厚度优选为5 μ m-50 μ m。厚度小于5 μ m时，光学扩散膜表面 的光扩散粒子易脱落；厚度大于50 μ m时，光线折射后会能量损失较大，显示器的辉度会降 低。所述的光扩散层中的光扩散粒子的添加量优选为光扩散层总质量的_30%。 光扩散粒子的添加量低于时，容易使雾度低于预期；光扩散粒子的添加量高于30%时， 过度的漫反射造成能量大量损失，容易使显示器难以得到理想的辉度。一种背光源模块，包括光源、反射片、光扩散板和两张光学扩散薄膜，所述的光源 为发光二极管，所述的光源设置在所述的光扩散板与所述的反射片之间，所述的光学扩散 薄膜为两张平行放置的本发明的光学扩散薄膜，所述的光学扩散薄膜带有扩散层的一面均 远离光扩散板。与现有技术相比，本发明具有如下优点本发明的光学扩散薄膜在制作工艺上仅需一次涂布和烘干，工艺相对简单，适于 工业化生产。本发明的光学扩散薄膜质量稳定性好能够有效提高光学均勻度。本发明的背光源模块，可避免使用价格昂贵的棱镜片或增亮膜组件，可大大提高 液晶显示器的亮度并节约液晶显示器的制作成本。
图1为现有典型的光学扩散薄膜的结构示意图；图2为现有典型的背光源模块的结构示意图；图3为本发明光学扩散薄膜的结构示意图；图4为本发明背光源模块的构造示意图。
具体实施例方式实施例1 如图3所示，本发明光学扩散薄膜包括透明基膜110以及透明基膜110 —表面上 的光扩散层111，其中光扩散层111又包含粒径分布呈单分散的交联型透明聚合物球形粒 子112和高分子胶粘剂113。透明基膜110为厚度为125微米的PET聚酯薄膜；光扩散层 111的厚度为25微米；交联型透明聚合物球形粒子112的平均粒径为20微米，粒径分布 1.01，交联型透明聚合物球形粒子为PMMA，其添加量占光扩散层111重量的15%;高分子胶 粘剂为固含量50%的聚酯多元醇(华峰集团，JF-PE-3030)；固化剂为甲苯二异氰酸酯。具体的制作方法为在万级以上无尘环境中，将交联型透明聚合物球形粒子112
4和高分子胶粘剂113按15 35的重量比例混合后搅拌均勻，再加入甲苯二异氰酸酯混合 均勻得到胶水，甲苯二异氰酸酯的添加量为交联型透明聚合物球形粒子112和高分子胶粘 剂113总质量的0. 35%，采用刮刀涂布或气刀涂布的方法将上述胶水涂布到透明基膜110 表面，经加热固化后得到光学扩散薄膜。实施例2 如图3所示，本发明光学扩散薄膜包括透明基膜110以及透明基膜110 —表面上 的光扩散层111，其中光扩散层111又包含粒径分布呈单分散的交联型透明聚合物球形粒 子112和高分子胶粘剂113。基膜110为厚度为250微米的PET聚酯薄膜；光扩散层111的 厚度为30微米；交联型透明聚合物球形粒子112的平均粒径为5微米，粒径分布1.05，交 联型透明聚合物球形粒子为PMMA，其添加量占扩散层重量的18% ；高分子胶粘剂为固含量 50%的聚酯多元醇(华峰集团，JF-PE-3030)；固化剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。具体的制作方法为在万级以上无尘环境中，将交联型透明聚合物球形粒子112 和高分子胶粘剂113按18 32的重量比例混合后搅拌均勻，再加入二苯基甲烷二异氰酸 酯混合均勻得到胶水，二苯基甲烷二异氰酸酯的添加量为交联型透明聚合物球形粒子112 和高分子胶粘剂113总质量的0. 32%，采用刮刀涂布或气刀涂布的方法将上述胶水涂布到 透明基膜110表面，经加热固化后得到光学扩散薄膜。实施例3 如图3所示，本发明光学扩散薄膜包括透明基膜110以及透明基膜110 —表面上 的光扩散层111，其中光扩散层111又包含粒径分布呈单分散的交联型透明聚合物球形粒 子112和高分子胶粘剂113。基膜110为厚度为125微米的PC薄膜；光扩散层111的厚度 为25微米；交联型透明聚合物球形粒子112的平均粒径为20微米，粒径分布1. 03，交联型 透明聚合物球形粒子为PMMA，其添加量占扩散层重量的10%;高分子胶粘剂为固含量40% 的聚氨酯树脂(华峰集团，JF-A-5030)；固化剂为多苯基多亚甲基多异氰酸酯。具体的制作方法为在万级以上无尘环境中，将交联型透明聚合物球形粒子112 和高分子胶粘剂113按10 40的重量比例混合后搅拌均勻，再加入多苯基多亚甲基多异 氰酸酯混合均勻得到胶水，多苯基多亚甲基多异氰酸酯的添加量为交联型透明聚合物球形 粒子112和高分子胶粘剂113总质量的0. 20%，采用刮刀涂布或气刀涂布的方法将上述胶 水涂布到透明基膜110表面，经加热固化后得到光学扩散薄膜。实施例4 如图3所示，本发明光学扩散薄膜包括透明基膜110以及透明基膜110 —表面上 的光扩散层111，其中光扩散层111又包含粒径分布呈单分散的交联型透明聚合物球形粒 子112和高分子胶粘剂113。基膜110为厚度为155微米的PMMA薄膜；光扩散层111的厚 度为20微米；交联型透明聚合物球形粒子112的平均粒径为15微米，粒径分布1. 04，交联 型透明聚合物球形粒子为PS，其添加量占扩散层重量的12%;高分子胶粘剂为固含量40% 的聚氨酯树脂(华峰集团，JF-A-5030)；固化剂为甲苯二异氰酸酯。具体的制作方法为在万级以上无尘环境中，将交联型透明聚合物球形粒子112 和高分子胶粘剂113按12 38的重量比例混合后搅拌均勻，再加入甲苯二异氰酸酯混合 均勻得到胶水，甲苯二异氰酸酯的添加量为交联型透明聚合物球形粒子112和高分子胶粘 剂113总质量的0. 38%，采用刮刀涂布或气刀涂布的方法将上述胶水涂布到透明基膜110表面，经加热固化后得到光学扩散薄膜。实施例5 如图3所示，本发明光学扩散薄膜包括透明基膜110以及透明基膜110 —表面上 的光扩散层111，其中光扩散层111又包含粒径分布呈单分散的交联型透明聚合物球形粒 子112和高分子胶粘剂113。基膜110为厚度为100微米的PS薄膜；光扩散层111的厚度 为20微米；交联型透明聚合物球形粒子112的平均粒径为50微米，粒径分布1. 02，交联型 透明聚合物球形粒子为PMMA，其添加量占扩散层重量的12%;高分子胶粘剂为固含量80% 的氨基树脂(Cytec，CYMEL 325)；固化剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。具体的制作方法为在万级以上无尘环境中，将交联型透明聚合物球形粒子112 和高分子胶粘剂113按12 38的重量比例混合后搅拌均勻，再加入二苯基甲烷二异氰酸 酯混合均勻得到胶水，二苯基甲烷二异氰酸酯的添加量为交联型透明聚合物球形粒子112 和高分子胶粘剂113总质量的0. 38%，采用刮刀涂布或气刀涂布的方法将上述胶水涂布到 透明基膜110表面，经加热固化后得到光学扩散薄膜。实施例6 如图4所示，本发明背光源模块包括反射片201、光源202、光扩散板203和两张相 同的光学扩散薄膜204，其中，光源202为发光二极管，光学扩散薄膜204为实施例1制备 的光学扩散薄膜；光源202设置在光扩散板203与反射片201之间，两张光学扩散薄膜204 平行放置在光扩散板203上，而且两张光学扩散薄膜204带有扩散层的一面均远离光扩散 板 203。实施例7:如图4所示，除了光学扩散薄膜204为实施例2制备的光学扩散薄膜之外，其余同 实施例6，制得背光源模块。实施例8 如图4所示，除了光学扩散薄膜204为实施例3制备的光学扩散薄膜之外，其余同 实施例6，制得背光源模块。实施例9 如图4所示，除了光学扩散薄膜204为实施例4制备的光学扩散薄膜之外，其余同 实施例6，制得背光源模块。实施例10 如图4所示，除了光学扩散薄膜204为实施例5制备的光学扩散薄膜之外，其余同 实施例6，制得背光源模块。对比例1 如图1所示，在万级以上无尘环境中，将粒径分布为2. 05的PMMA球形粒子(平均 直径为20μπι)和固含量50%的聚酯多元醇按15 35的重量比例混合后搅拌均勻，再加入 PMMA球形粒子和聚酯多元醇总质量0.35%的二苯基甲烷二异氰酸酯混合均勻得到胶水。 采用刮刀涂布或气刀涂布的方法将上述胶水涂布到厚度为125 μ m的PET薄膜一个表面，经 加热固化；再将粒径分布为1.05的PMMA球形粒子(平均直径为10 μ m)和固含量50%的 聚酯多元醇按10 40的重量比例混合后搅拌均勻，再加入PMMA球形粒子和聚酯多元醇总 质量0. 40%的二苯基甲烷二异氰酸酯混合均勻得到胶水，采用刮刀涂布或气刀涂布的方法将上述胶水涂布到PET薄膜的另一个表面，经加热固化后得到光学扩散薄膜。对比例2:以比较例1中的光学扩散膜为组件之一，光源采用冷阴极荧光灯管，增亮膜采用 3M公司的vikuiti BEF，按图2所示结构制作背光模块。试验结果分析分析实施例1 5和比较例1中制作的光学扩散薄膜，测定其雾度，结果列于表A 中。此外，还分析了实施例6 10和比较例2中的背光源模块，测定其亮度，结果也列于表 A中。通过表A可以看出本发明的光学扩散膜在雾度上较传统的制作方法有较大提高，用本 发明的光学扩散膜制作的背光源模块也具有明显的亮度优势。表 A
权利要求
一种光学扩散薄膜，包括透明基膜，其特征在于，所述的透明基膜的一个表面涂布有光扩散层，所述的光扩散层中均匀分布光扩散粒子，所述的光扩散粒子是直径为5μm 50μm的透明聚合物球形粒子，所述的透明聚合物球形粒子的粒径分布呈单分散。
2.根据权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于，所述的光扩散粒子为交联的热 固型透明聚合物球形粒子。
3.根据权利要求2所述的光学扩散薄膜，其特征在于，所述的交联的热固型透明聚合 物为聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。
4.根据权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于，所述的光扩散粒子是通过高分 子胶粘剂固定在透明基膜上的，所述的高分子胶粘剂为聚酯多元醇、聚氨酯、氨基树脂中的 一种或多种。
5.根据权利要求4所述的光学扩散薄膜，其特征在于，所述高分子胶粘剂的固化剂为 具有两个或两个以上官能团的异氰酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于，所述的透明基膜为厚度 50 μ m-250 μ m的光学级聚合物透明薄膜。
7.根据权利要求6所述的光学扩散薄膜，其特征在于，所述的光学级聚合物透明薄膜 为聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜中的 任一种。
8.根据权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于，所述的光扩散层的厚度为 5 μ m-50 μ m。
9.根据权利要求1所述的光学扩散薄膜，其特征在于，所述的光扩散层中的光扩散粒 子的添加量为光扩散层总质量的_30%。
10.一种含有权利要求1-9任一项所述的光学扩散薄膜的背光源模块，包括光源、反射 片、光扩散片和两张光学扩散薄膜，其特征在于，所述的光源为发光二极管，所述的光源设 置在所述的光扩散板与所述的反射片之间，所述的两张光学扩散薄膜平行放置，且所述的 光学扩散薄膜带有扩散层的一面均远离光扩散板。
全文摘要
本发明公开了一种光学扩散薄膜，所述的透明基膜的一个表面涂布有光扩散层，所述的光扩散层中均匀分布光扩散粒子，所述的光扩散粒子是直径为5μm-50μm的透明聚合物球形粒子，所述的透明聚合物球形粒子的粒径分布呈单分散；该光学扩散薄膜能够有效提高光学均匀度。本发明还公开了使用该光学扩散薄膜的背光源模块，可避免使用价格昂贵的棱镜片或增亮膜组件，可大大提高液晶显示器的亮度并节约液晶显示器的制作成本。
文档编号F21V19/00GK101979914SQ20101028904
公开日2011年2月23日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者李建, 韩守臣 申请人:浙江池禾科技有限公司