一种光学膜及其制备方法与背光模组
技术领域
本发明涉及光学材料
技术领域
，具体涉及一种光学膜及其制备方法与背光模组。背景技术
背光模组是显示器的组成部分，背光模组中的导光板是用于引导光源产生的光的散射方向，并确保出光面亮度均匀。导光板一般由透明基板以及位于透明基板上的导光材料组成，但是一般的导光材料对可见光的吸收率高，导致可见光的光穿透率低；因而造成光线经过导光材料后会产生亮度降低的问题。
为了解决现有导光材料对于可见光吸收率高，可见光的光穿透率低，进而造成亮度下降的问题；发明专利CN102401926B通过在导光板透明基板上涂覆一层含有导光油墨导光材料层，该导光油墨对于可见光的吸收率低，当导光油墨的厚度为500μm时，导光油墨对于可见光具有大于95％的光穿透率，进而保证了可见光经过导光材料层后亮度不降低的问题。发明专利CN102401926B通过在基板上涂覆一层含导光油墨的导光材料层虽然能够提高导光板对可见光的光穿透率，但是在实际加工生产的过程中，无疑提高了工艺的复杂程度。如果开发一种能够保证导光板具有较高可见光光穿透率的光学膜，用该光学膜替代发明专利CN102401926B的含导光油墨的导光材料层，对于简化导光板的生产工艺具有重要的意义。
但是，研究发现，将一般的光学膜贴于导光板透明基板上制备得到的导光板对可见光的光穿透率仍然较低，同样会造成光线经过导光板后会产生亮度降低的问题；如发明专利CN102471508 B公开了一种丙烯酸薄膜，其可以适用于各种半导体工艺的保护薄膜、光学用粘接或粘贴产品、电子部件用粘接或粘贴产品等各种产业用片材或者多层结构的层压产品上，可发挥优异的效果；但将其直接应用于导光板透明基板上，其同样对可见光光穿透率低。因此，开发一种新的能够提高导光板对可见光光穿透率的光学膜是本领域的一大技术难题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述至少之一的技术问题；本发明首先提供一种光学膜的制备方法；由该方法制备得到的光学膜应用于导光板上可以使得导光板具有较高的可见光光穿透率。
本发明所要解决的而上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：
一种光学膜的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
(1)制备薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在基材上，形成薄膜浆料层；
(3)对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜；
其中，在制备薄膜浆料步骤中加入改性磷酸锌。
为了解决本发明的上述技术问题，发明人在光学膜的制备过程中加入了大量的导光物质以期得到能够提高导光板可见光光穿透率的光学膜；但是效果不理想；加入常规的导光物质制备得到的光学膜并不能有效地提高导光板的可见光光穿透率。发明人经大量的实验，惊奇的发现，在制备薄膜浆料步骤中加入改性磷酸锌后制备得到的光学膜，该光学膜贴于导光板上可以使得导光板具有较高的可见光光穿透率；因此，可以保证光线经过导光板后不会造成亮度降低的问题。
优选地，步骤(2)中，将薄膜浆料涂覆在基材上，形成0.01～1mm厚的薄膜浆料层。
进一步优选地，步骤(2)中，将薄膜浆料涂覆在基材上，形成0.1～0.5mm厚的薄膜浆料层。
最优选地，将薄膜浆料涂覆在基材上，形成0.5mm厚的薄膜浆料层。
优选地，步骤(3)中采用紫外线照射对薄膜浆料层进行硬化处理。
进一步优选地，步骤(3)中采用50～150mW/cm2的紫外线照射5～20min，对薄膜浆料层进行硬化处理。
最优选地，步骤(3)中采用100mW/cm2的紫外线照射10min，对薄膜浆料层进行硬化处理。
优选地，制备薄膜浆料的具体方法为：取80～120重量份的丙烯酸丁酯以及40～60重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入4～10重量份的光引发剂继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料。
最优选地，制备薄膜浆料的具体方法为：取100重量份的丙烯酸丁酯以及50重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入5重量份的光引发剂继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料。
优选地，改性磷酸锌的加入质量为薄膜浆料质量的1～10％。
进一步优选地，改性磷酸锌的加入质量为薄膜浆料质量的5～10％。
优选地，所述的改性磷酸锌通过包含如下步骤的方法制备得到：
将磷酸锌加入水中，然后加入二氧化硅和硼砂，调节pH值为4.0～5.0，搅拌均匀后陈化24～48h，过滤取固体，干燥后研磨均匀即得所述的改性磷酸锌；
其中，磷酸锌、二氧化硅、硼砂和水的质量比为20～40:5～10:1～5:100。
进一步优选地，将磷酸锌加入水中，然后加入二氧化硅和硼砂，调节pH值为4.5，搅拌均匀后陈化36h，过滤取固体，干燥后研磨均匀即得所述的改性磷酸锌。
优选地，磷酸锌、二氧化硅、硼砂和水的质量比为30:7:3:100。
发明人研究表明，改性磷酸锌的改性方法对于能否制备得到能够提高导光板可见光光穿透率的光学膜起着决定性的作用。
在光学膜的制备过程中，只有加入由二氧化硅和硼砂对磷酸锌进行改性得到的改性磷酸锌，才能使得贴有该光学膜的导光板具较高的可见光光穿透率；而在光学膜的制备过程中，加入由其它物质对磷酸锌进行改性得到的改性磷酸锌，并不能使得贴有该光学膜的导光板具有较高的可见光光穿透率。
进一步优选地，在制备薄膜浆料步骤中还加入由改性磷酸锌和硬脂酸锌按质量比为3～5:1组成的组合物。
最优选地，在制备薄膜浆料步骤中还加入由改性磷酸锌和硬脂酸锌按质量比为4:1组成的组合物。
发明人进一步研究表明，将改性磷酸锌和硬脂酸锌共同加入到光学膜中，可以使得贴有该光学膜的导光板对可见光的光穿透率进一步提高；其比在光学膜中单独加入改性磷酸锌或硬脂酸锌，具有更高的可见光的光穿透率。这说明在光学膜中共同加入改性磷酸锌和硬脂酸锌可以协同提升贴有该光学膜的导光板对可见光的光穿透率。
本发明还提供了一种由上述制备方法制备得到的光学膜。
本发明还提供一种背光模组，其包含导光板，所述的导光板上设置有上述光学膜。
有益效果：本发明提供了一种全新的光学膜的制备方法；将由该方法制备得到的光学膜贴于导光板上可以使得导光板具有较高的可见光光穿透率，进而保证光线经过导光板后不会造成亮度降低的问题；进步一地，背光模组采用本发明所述的包含该光学膜的导光板，其可以有效地解决了显示器亮度降低的问题。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步解释本发明，但实施例对本发明不做任何形式的限定。
实施例1光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取100重量份的丙烯酸丁酯以及50重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入5重量份的光引发剂TPO以及10重量份的改性磷酸锌继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.5mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用100mW/cm2的紫外线照射10min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜；
步骤(1)中所述的改性磷酸锌通过如下方法制备得到：将磷酸锌加入去离子水中，然后加入二氧化硅和硼砂，调节pH值为4.5，搅拌均匀后陈化36h，过滤取固体，干燥后研磨均匀即得所述的改性磷酸锌；其中，磷酸锌、二氧化硅、硼砂和去离子水的质量比为30:7:3:100。
实施例2光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取80重量份的丙烯酸丁酯以及60重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入4重量份的光引发剂TPO以及8重量份的改性磷酸锌继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.1mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用50mW/cm2的紫外线照射20min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜；
步骤(1)中所述的改性磷酸锌通过如下方法制备得到：将磷酸锌加入去离子水中，然后加入二氧化硅和硼砂，调节pH值为4.0，搅拌均匀后陈化48h，过滤取固体，干燥后研磨均匀即得所述的改性磷酸锌；其中，磷酸锌、二氧化硅、硼砂和去离子水的质量比为20:5:1:100。
实施例3光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取120重量份的丙烯酸丁酯以及40重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入10重量份的光引发剂TPO以及15重量份的改性磷酸锌继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.3mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用150mW/cm2的紫外线照射5min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜；
步骤(1)中所述的改性磷酸锌通过如下方法制备得到：将磷酸锌加入去离子水中，然后加入二氧化硅和硼砂，调节pH值为5.0，搅拌均匀后陈化24h，过滤取固体，干燥后研磨均匀即得所述的改性磷酸锌；其中，磷酸锌、二氧化硅、硼砂和去离子水的质量比为40:10:3:100。
实施例4光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取100重量份的丙烯酸丁酯以及50重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入5重量份的光引发剂TPO以及8重量份的改性磷酸锌和2重量份的硬脂酸锌继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.5mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用100mW/cm2的紫外线照射10min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜；
步骤(1)中所述的改性磷酸锌通过如下方法制备得到：将磷酸锌加入去离子水中，然后加入二氧化硅和硼砂，调节pH值为4.5，搅拌均匀后陈化36h，过滤取固体，干燥后研磨均匀即得所述的改性磷酸锌；其中，磷酸锌、二氧化硅、硼砂和去离子水的质量比为30:7:3:100。
实施例4与实施例1的不同之处在于，实施例4在制备薄膜浆料过程中加入了改性磷酸锌和硬脂酸锌。
对比例1光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取100重量份的丙烯酸丁酯以及50重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入5重量份的光引发剂TPO继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.5mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用100mW/cm2的紫外线照射10min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜。
对比例1与实施例1的区别在于，对比例1光学膜为常规的未加入改性磷酸锌的丙烯酸类薄膜。
对比例2光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取100重量份的丙烯酸丁酯以及50重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入5重量份的光引发剂TPO以及10重量份的磷酸锌继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.5mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用100mW/cm2的紫外线照射10min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜。
对比例2与实施例1的区别在于，对比例2光学膜中加入了磷酸锌，而实施例1所述的光学膜中加入了由本发明全新方法制备得到的改性磷酸锌。
对比例3光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取100重量份的丙烯酸丁酯以及50重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入5重量份的光引发剂TPO以及10重量份的硬脂酸锌继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.5mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用100mW/cm2的紫外线照射10min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜。
对比例3与实施例1的区别在于，对比例3光学膜中加入了硬脂酸锌，而实施例1所述的光学膜中加入了由本发明全新方法制备得到的改性磷酸锌。
对比例4光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取100重量份的丙烯酸丁酯以及50重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入5重量份的光引发剂TPO以及10重量份的二氧化硅继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.5mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用100mW/cm2的紫外线照射10min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜；
对比例4与实施例1的区别在于，对比例4光学膜中加入了二氧化硅，而实施例1所述的光学膜中加入了由本发明全新方法制备得到的改性磷酸锌。
对比例5光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取100重量份的丙烯酸丁酯以及50重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入5重量份的光引发剂TPO以及10重量份的改性磷酸锌继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.5mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用100mW/cm2的紫外线照射10min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜；
步骤(1)中所述的改性磷酸锌通过如下方法制备得到：将磷酸锌加入去离子水中，然后加入二氧化硅，调节pH值为4.5，搅拌均匀后陈化36h，过滤取固体，干燥后研磨均匀即得所述的改性磷酸锌；其中，磷酸锌、二氧化硅和去离子水的质量比为30:10:100。
对比例5与实施例1的区别在于，对比例5中改性磷酸锌的改性原料不同，对比例5仅仅用二氧化硅对磷酸锌采用本发所述方法进行改性制备改性磷酸锌；而实施例1则是用二氧化硅和硼砂采用本发所述方法进行改性制备改性磷酸锌。
对比例6光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取100重量份的丙烯酸丁酯以及50重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入5重量份的光引发剂TPO以及10重量份的改性磷酸锌继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.5mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用100mW/cm2的紫外线照射10min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜；
步骤(1)中所述的改性磷酸锌通过如下方法制备得到：将磷酸锌加入去离子水中，然后加入硼砂，调节pH值为4.5，搅拌均匀后陈化36h，过滤取固体，干燥后研磨均匀即得所述的改性磷酸锌；其中，磷酸锌、硼砂和去离子水的质量比为30:10:100。
对比例6与实施例1的区别在于，对比例6中改性磷酸锌的改性原料不同，对比例5仅仅用硼砂对磷酸锌采用本发所述方法进行改性制备改性磷酸锌；而实施例1则是用二氧化硅和硼砂采用本发所述方法进行改性制备改性磷酸锌。
对比例7光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取100重量份的丙烯酸丁酯以及50重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入5重量份的光引发剂TPO以及10重量份的改性磷酸锌继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.5mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用100mW/cm2的紫外线照射10min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜；
步骤(1)中所述的改性磷酸锌通过如下方法制备得到：将磷酸锌、二氧化硅和硼砂按质量比为30:7:3混合后研磨均匀即得所述的改性磷酸锌。
对比例7与实施例1的区别在于，对比例7中改性磷酸锌的改性方法不同；对比例7仅仅是简单的将磷酸锌、二氧化硅和硼砂混合得到改性磷酸锌；而实施例1则是将磷酸锌、二氧化硅和硼砂加入去离子水中，经陈化后制备得到改性磷酸锌。
对比例8光学膜的制备
(1)制备薄膜浆料：取100重量份的丙烯酸丁酯以及50重量份的甲基丙烯酸甲酯混合后搅拌均匀，然后加入5重量份的光引发剂TPO以及8重量份的改性磷酸锌和2重量份的二氧化硅继续搅拌均匀即得所述的薄膜浆料；
(2)将薄膜浆料涂覆在PET基材上，形成0.5mm厚的薄膜浆料层；
(3)采用100mW/cm2的紫外线照射10min，对薄膜浆料层进行硬化处理，即得所述的光学膜；
步骤(1)中所述的改性磷酸锌通过如下方法制备得到：将磷酸锌加入去离子水中，然后加入二氧化硅和硼砂，调节pH值为4.5，搅拌均匀后陈化36h，过滤取固体，干燥后研磨均匀即得所述的改性磷酸锌；其中，磷酸锌、二氧化硅、硼砂和去离子水的质量比为30:7:3:100。
实施例4与对比例8的不同之处在于，实施例4在制备薄膜浆料过程中加入了改性磷酸锌和硬脂酸锌；而对比例8则是在制备薄膜浆料过程中加入了改性磷酸锌和二氧化硅。
将实施例1～4以及对比例1～8制备得到的光学膜贴于导光板的透明基板上形成导光板；采用透光率测试仪测试各光学膜对导光板在400nm、600nm、780nm的光穿透率(透光率)的影响；具体结果见表1。
表1.光学膜对导光板光穿透率的影响
由表1数据可以看出，对比例1采用常规的丙烯酸类薄膜贴于导光板上，其具有较低的光穿透率；尤其是对于400nm的光的穿透率极低，只有52.3％；这说明，采用常规的丙烯酸类薄膜贴于导光板上是无法提高导光板的光穿透率的。
从对比例2～4光穿透率实验数据可以看出，在常规的丙烯酸类薄膜中加入磷酸锌、硬脂酸锌或二氧化硅等常规的物质制备得到的光学膜，相比对比例1未加入该物质的光学膜，并不能有效的提高导光板的400～780nm的光穿透率；无法满足高穿透率导光板的要求。
从实施例1～3光穿透率实验数据可以看出，在丙烯酸类薄膜中加入由本发明全新方法制备得到的改性磷酸锌，其相比于对比例1～4的光穿透率有了大幅的提升；其中对于400nm的光的穿透率的提升幅度最大；其对400nm的光的穿透率大于80％、对600nm的光的穿透率大于88％、对780nm的光的穿透率大于95％，大大高于对比例1～4。这说明在丙烯酸类薄膜中加入由本发明所述的改性磷酸锌制备得到的光学膜，相比于未改性的磷酸锌、常规硬脂酸锌或二氧化硅而言，可以大幅提高导光板对400～780nm范围内的光穿透率；尤其是可以大幅提高导光板对400nm的光的穿透率；取得了显著的技术效果。
从实施例4光穿透率实验数据可以看出，在丙烯酸类薄膜中加入由本发明全新方法制备得到的改性磷酸锌和硬脂酸锌制备得到的光学膜，其对导光板的光穿透率要大于实施例1单独加入改性磷酸锌的光学膜；其对400nm的光的穿透率达到了98.2％、对600nm的光的穿透率达到了99.5％、对780nm的光的穿透率达到了100％；相比于实施例1而言进一步大幅提升，取得了更加优异的光穿透效果。这说明改性磷酸锌和硬脂酸锌组合后可以协同提升贴有该光学膜的导光板对400～780nm范围内的光的穿透率。
由对比例5和6的光穿透率实验数据可以看出，对比例5和6的光穿透率远远小于实施1，这说明：只有加入由二氧化硅和硼砂对磷酸锌进行改性得到的改性磷酸锌制备得到的光学膜，才能大幅提高导光板对400～780nm范围内的光的穿透率；只加入由二氧化硅或硼砂一种成分或其它成分对磷酸锌进行改性得到的改性磷酸锌制备得到的光学膜，并不能大幅提高导光板对400～780nm范围内的光的穿透率。
由对比例7的光穿透率实验数据可以看出，对比例7的光穿透率远远小于实施例1，这说明：仅仅加入由磷酸锌、二氧化硅和硼砂进行简单的混合得到改性磷酸锌制备得到的光学膜，并不能有效的提高导光板对400～780nm范围内的光的穿透率。必须采用本发明所述的方法将磷酸锌、二氧化硅和硼砂加入去离子水中，经陈化后制备改性磷酸锌。将采用本发明所述方法制备得到的改性磷酸锌用于制备光学膜，才能大幅提高导光板对400～780nm范围内的光的穿透率。
由对比例8的光穿透率实验数据可以看出，对比例8的光穿透率小于实施例1和实施例4；由此可见，与实施例1相比，加入二氧化硅后反而降低了导光板对400～780nm范围内的光的穿透率；这说明只有同时加入改性磷酸锌和硬脂酸锌后制备得到的光学膜，才能协同提升导光板对400～780nm范围内的光的穿透率；加入改性磷酸锌和二氧化硅，或加入改性磷酸锌和其它物质的组合制备得到的光学膜并不能协同提升导光板对400～780nm范围内的光的穿透率。
