本發明涉及光學薄膜技術領域，尤其涉及一種高霧度光學擴散膜。
背景技術：
光學擴散膜一般由光擴散層、基材和背層組成，主要用于液晶顯示器的背光模組中，將CCFL線光源或LED點光源均勻轉換為面光源，需要具有高霧度、高亮度、抗劃傷、抗靜電等基本性能。隨著液晶顯示器高清晰、高亮度與薄型化的發展趨勢，背光模組設計時多采用增加LED燈的數量提高亮度，這要求光學擴散膜具備高霧度來勻化背光源，同時保持高亮度、薄涂層的的優良性能來滿足整體高清晰、高亮度與薄型化的發展趨勢。
在背光模組的使用過程中，光學擴散膜的背層與棱鏡膜的棱峰接觸，或者與導光板的出光面接觸，在組裝背光模組或者制作運輸過程中均會因接觸而產生摩擦，這種摩擦會導致擴散膜的背層、棱鏡膜的棱峰或者導光板的出光面產生刮傷而降低產品良率。這樣對光學擴散膜的涂層尤其是背層的抗刮傷性能要求提高。單獨提高背層硬度容易劃傷棱鏡膜的棱峰或者導光板的出光面；單獨提供一個軟性的背層接觸面容易被棱鏡膜或者導光板劃傷。因此現有光學擴散膜的背層還需要優化設計，做出相應的改進。
已有的光學擴散膜由于霧度低、勻光效果差，并不能滿足背光模組的要求，尤其在小尺寸背光膜組中由于霧度低、遮蓋效果差，并不能很好的勻化背光源及遮蓋瑕疵。而現有的高霧度光學擴散膜(霧度大于97％低于99％)，由于光擴散層靠堆集擴散粒子達到高霧度因而涂層較厚，不能滿足小尺寸背光模組的薄型化需求；而且質地較硬的擴散粒子分布在薄基材上面，在背光模組設計較緊的結構下，容易增加背層劃傷軟質導光板的風險，加上霧度不夠高(低于99％)，容易暴露背光模組的一些點狀及劃痕缺陷，這就增加了導光板和背光模組設計的技術要求。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足，提供一種高霧度光學擴散膜。所述高霧度光學擴散膜表面平整光滑，不僅具有很薄的光擴散層及高霧度高遮蓋效果，而且具有很薄的背層及抗劃傷與不易劃傷其他膜片的良好協調性能。
為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：
一種高霧度光學擴散膜，包括透明基材及分別涂布在基材兩面的光擴散層和背層，所述光擴散層包括軟質擴散粒子、成膜物樹脂、交聯劑和溶劑；所述軟質擴散粒子為粒徑相同或者窄粒徑分布的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯彈性微珠中的一種或兩種組成；所述軟質擴散粒子的粒徑為2～10μm，所述軟質擴散粒子的粒徑變異系數為15％以下；
上述高霧度光學擴散膜，所述背層包括軟質防粘連粒子、成膜物樹脂、防靜電劑和溶劑；所述軟質防粘連粒子由粒徑相同或者窄粒徑分布的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯彈性微珠中的一種組成，所述軟質防粘連粒子的粒徑為3～7μm，所述軟質防粘連粒子的粒徑變異系數為15％以下。
上述高霧度光學擴散膜，所述光擴散層包括如下重量份的原料：
上述高霧度光學擴散膜，所述光擴散層的成膜物樹脂為羥基丙烯酸樹脂，所述羥基丙烯酸樹脂的折射率為1.44～1.48，所述羥基丙烯酸樹脂的玻璃化溫度為50～80℃，所述光擴散層的交聯劑為脂肪族多異氰酸酯。
上述高霧度光學擴散膜，所述背層的成膜物樹脂為鉛筆硬度為1H的熱固化樹脂體系或者光固化樹脂體系。
上述高霧度光學擴散膜，所述基材的厚度為25～250μm；所述光擴散層的厚度為8～12μm；所述背層的厚度為5～10μm。
上述高霧度光學擴散膜，所述光擴散層和背層的溶劑為高揮發速率溶劑、中等揮發速率溶劑及低揮發速率溶劑中的一種或幾種，所述高揮發速率溶劑為丙酮、丁酮、乙酸乙酯和乙酸甲酯中的至少一種；所述中等揮發速率溶劑為乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲苯、二甲苯和乙酸戊酯中的至少一種；所述低揮發速率溶劑為丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和環己酮中的至少一種。
與現有技術相比，
1.本發明的光擴散層中采用軟質擴散粒子，不同于常規光擴散層中的硬質擴散粒子如PMMA粒子，軟質擴散粒子搭配合適的成膜物樹脂，易于形成合適硬度的光擴散層，這對于薄型光擴散膜的背層優化設計很重要；而硬質擴散粒子形成的光擴散層的硬度都較高，因為高霧度光擴散層需要鋪滿擴散粒子，擴散粒子的硬度決定了光擴散層的硬度。
2.本發明通過折射率與硬度合適的成膜物樹脂固定軟質擴散粒子，在光擴散層中軟質擴散粒子與成膜物樹脂的折射率差別大、粒徑小且均勻緊密分布，使得光學擴散膜具有高霧度、薄涂層。光擴散層搭配優化設計的背層，即合適硬度的成膜物樹脂固定軟質防粘連粒子，能夠充分防止：1、成膜物樹脂和防粘連粒子質地都太軟，在固化收卷后靠近卷芯部分的背層被光擴散層壓傷變形；2、成膜物樹脂質地太軟而防粘連粒子質地較硬，在層疊其他光學膜片后，防粘連粒子表面包裹的成膜物樹脂與導光板接觸部分出現成膜物剝離，造成導光板損傷。3、成膜物樹脂質地太硬而防粘連粒子質地較軟，因防粘連粒子被成膜物包裹著，太硬的成膜物使背層容易劃傷其他膜片。因此，需要質地較硬的成膜物樹脂固定質地較軟的防粘連粒子，才能充分防止對背面側的光學膜片(板)造成損傷，從而使得光學擴散膜具有不刮傷其他表面同時不被其他表面刮傷的協調性能。通過本發明的技術方案，可以得到一種高霧度光學擴散膜。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖。
圖中各標號分別表示為，1：基材層、2：光擴散層、3：背層、21：軟質擴散粒子、31：軟質防粘連粒子、4：光擴散層的成膜物樹脂、5：背層的成膜物樹脂。
具體實施方式
本發明的高霧度光學擴散膜，包括透明基材及分別涂布在基材兩面的光擴散層和背層，所述光擴散層包括軟質擴散粒子、成膜物樹脂、交聯劑和溶劑；所述軟質擴散粒子為粒徑相同或者窄粒徑分布的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯彈性微珠中的一種或兩種組成；所述軟質擴散粒子的粒徑為2～10μm，所述軟質擴散粒子的粒徑變異系數為15％以下；所述背層包括軟質防粘連粒子、成膜物樹脂、防靜電劑和溶劑；所述軟質防粘連粒子由粒徑相同或者窄粒徑分布的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯彈性微珠中的一種組成，所述軟質防粘連粒子的粒徑為3～7μm，所述軟質防粘連粒子的粒徑變異系數為15％以下。
本發明通過光擴散層采用小且窄粒徑分布的軟質擴散粒子，搭配背層同樣采用小且窄粒徑分布的軟質防粘連粒子，使得光學擴散膜具有薄的光擴散層、薄的背層且不易劃傷其他膜片的性能。
本發明的光擴散層包括如下重量份的原料：
上述方案中，所述光擴散層的成膜物樹脂為羥基丙烯酸樹脂，所述羥基丙烯酸樹脂的折射率為1.44～1.48，所述羥基丙烯酸樹脂的玻璃化溫度為50～80℃；所述光擴散層的交聯劑為脂肪族多異氰酸酯。
本發明通過光擴散層采用折射率合適的軟質擴散粒子，搭配折射率和硬度合適的成膜物樹脂，使得光學擴散膜具有高霧度性能及硬度合適的光擴散層。
本發明的背層的成膜物樹脂為鉛筆硬度為1H的熱固化樹脂體系或者光固化樹脂體系。熱固化樹脂體系是羥基丙烯酸樹脂與多異氰酸酯交聯劑，熱固化成膜。光固化樹脂體系是聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯中的一種與184光引發劑，光固化成膜。
本發明通過背層采用軟質防粘連粒子搭配度合適的成膜物樹脂，使得光學擴散膜具有抗劃傷和不易劃傷其他光學膜片相協調的背層。
本發明中基材的厚度為25～250μm；所述光擴散層的厚度為8～12μm；所述背層的厚度為5～10μm。本發明通過控制光擴散層的厚度在8～12μm，控制背層的厚度在5～10μm，使得光學擴散膜不僅具有薄涂層且兩面涂層的厚度勻稱，可以減少光學擴散膜在信賴性測試中的翹曲程度。優選的，在薄型基材的兩面涂布薄且厚度勻稱的涂層。
本發明中透明基材并未特別限定其材質和厚度，具有良好的表面平滑性、機械強度、耐溫性以及耐光、耐侯性的材料都可以用作光學擴散膜的基材，如PET薄膜、PEN薄膜、PC薄膜、PS薄膜、PP薄膜或PVC薄膜等。基材厚度一般選取25～250μm，太薄其耐熱尺寸穩定性下降明顯，太厚則會影響光線的透過率。對于小尺寸背光模組，選用25～50μm厚度的基材，搭配本技術方案的光擴散層和背層，容易得到薄型化的高霧度光學擴散膜。本發明中的基材表面可以通過電暈或等離子處理等方式簡單處理，為提高基材表面與涂布液的粘著性，亦可采用在基材表面預涂底層，來改善涂布層與基材的粘著性能。
本發明光擴散層和背層的溶劑可以相同也可以不同；所述光擴散層和背層的溶劑為高揮發速率溶劑、中等揮發速率溶劑及低揮發速率溶劑中的一種或幾種，所述高揮發速率溶劑為丙酮、丁酮、乙酸乙酯和乙酸甲酯中的至少一種；所述中等揮發速率溶劑為乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲苯、二甲苯和乙酸戊酯中的至少一種；所述低揮發速率溶劑為丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、二丙二醇甲醚和環己酮中的至少一種。
為了便于本領域技術人員的理解，以下結合實施例及附圖1對本發明作進一步詳細描述，但這些實施例所提及的內容并非用于對本發明其它實施方式的限定。
本發明包括有基材層1，基材層1的上表面涂布形成光擴散層2，該基材層1的下表面涂布形成背層3，其中，光擴散層2包括軟質擴散粒子21、成膜物樹脂4、交聯劑和溶劑，軟質擴散粒子21為粒徑相同或者窄粒徑分布(粒徑變異系數小于等于15％)的PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯彈性微珠中的一種或兩種組成，粒徑為2～10μm，所述成膜物樹脂4為羥基丙烯酸樹脂，所述羥基丙烯酸樹脂的折射率為1.44～1.48，所述羥基丙烯酸樹脂的玻璃化溫度為50～80℃，所述羥基丙烯酸樹脂的鉛筆硬度為1H；背層3包括軟質防粘連粒子31、成膜物樹脂5、防靜電劑和溶劑，軟質防粘連粒子31由粒徑相同或者窄粒徑分布(粒徑變異系數小于等于15％)PBMA、PIBMA、聚酰胺微珠、聚氨酯彈性微珠中的一種組成，粒徑為3～7μm，所述成膜物樹脂5為鉛筆硬度為1H的熱固化樹脂體系或者光固化樹脂體系。熱固化樹脂體系是羥基丙烯酸樹脂與多異氰酸酯交聯劑，熱固化成膜。光固化樹脂體系是聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、丙烯酸酯中的一種與184光引發劑，光固化成膜。
實施例1
本實施例所述光擴散層的厚度為10μm；所述背層的厚度為7μm。所述軟質擴散粒子由2μm粒徑相同的PBMA和6～10μm窄粒徑分布的PBMA組成；成膜物樹脂4為羥基丙烯酸樹脂，折射率為1.44，玻璃化溫度為50℃。所述軟質防粘連粒子為聚酰胺微珠，粒徑為3～7μm；成膜物樹脂5為鉛筆硬度1H的羥基丙烯酸樹脂(日本三菱麗陽株式會社)。所述光擴散層由如下重量份的原料組成：
PBMA粒子(粒徑2μm)：3克；
PBMA粒子(粒徑6～10μm)：12克；
羥基丙烯酸樹脂：20克；
脂肪族異氰酸酯：2克；
丙酮：13克；
乙酸正丁酯：40克；
丙二醇甲醚：12克。
實施例2
本實施例所述光擴散層的厚度為8μm；所述背層的厚度為5μm。所述軟質擴散粒子由2μm PBMA和8μm聚氨酯彈性微珠組成；成膜物樹脂4為羥基丙烯酸樹脂，折射率為1.46，玻璃化溫度為60℃。所述軟質防粘連粒子為PBMA，粒徑為5μm；成膜物樹脂5為鉛筆硬度1H的羥基丙烯酸樹脂(日本三菱麗陽株式會社)。所述光擴散層由如下重量份的原料組成：
PBMA粒子(粒徑2μm)：5克；
聚氨酯彈性微珠(粒徑8μm)：12克；
羥基丙烯酸樹脂：22克；
脂肪族異氰酸酯：2.2克；
丁酮：15克；
甲苯：30克；
丙二醇丁醚：15克。
實施例3
本實施例所述光擴散層的厚度為12μm；所述背層的厚度為10μm。所述軟質擴散粒子由2～4μm窄粒徑分布的PIBMA和10μm聚酰胺微珠組成；成膜物樹脂4為羥基丙烯酸樹脂，折射率為1.48，玻璃化溫度為80℃。所述軟質防粘連粒子為PIBMA，粒徑為3～7μm；成膜物樹脂5為鉛筆硬度1H的聚氨酯丙烯酸酯(沙多瑪化學有限公司)。所述光擴散層由如下重量份的原料組成：
PBMA粒子(粒徑2～4μm)：5克；
聚酰胺微珠(粒徑10μm)：15克；
羥基丙烯酸樹脂：25克；
脂肪族異氰酸酯：2.5克；
乙酸乙酯：10克；
乙酸異丁酯：35克；
環己酮：10克。
實施例4
本實施例所述光擴散層的厚度為9μm；所述背層的厚度為9μm。所述軟質擴散粒子由2～4μm窄粒徑分布的PIBMA和5～8μm聚氨酯彈性微珠組成；成膜物樹脂4為羥基丙烯酸樹脂，折射率為1.47，玻璃化溫度為70℃。所述軟質防粘連粒子為聚氨酯彈性微珠，粒徑為5μm；成膜物樹脂5為鉛筆硬度1H的羥基丙烯酸樹脂(日本三菱麗陽株式會社)。所述光擴散層由如下重量份的原料組成：
PBMA粒子(粒徑2～4μm)：4克；
聚氨酯彈性微珠(粒徑5～8μm)：18克；
羥基丙烯酸樹脂：28克；
脂肪族異氰酸酯：2.8克；
乙酸甲酯：10克；
二甲苯：30克；
二丙二醇甲醚：10克。
實施例5
本實施例所述光擴散層的厚度為10μm；所述背層的厚度為8μm。所述軟質擴散粒子由3～5μm窄粒徑分布的聚酰胺微珠和6～10μm窄粒徑分布的PBMA組成；成膜物樹脂4為羥基丙烯酸樹脂，折射率為1.44，玻璃化溫度為50℃。所述軟質防粘連粒子為PBMA，粒徑為3～7μm；成膜物樹脂5為鉛筆硬度1H的聚酯丙烯酸酯(沙多瑪化學有限公司)。所述光擴散層由如下重量份的原料組成：
聚酰胺微珠(粒徑3～5μm)：7克；
PBMA粒子(粒徑6～10μm)：18克；
羥基丙烯酸樹脂：30克；
脂肪族異氰酸酯：3克；
丁酮：10克；
乙酸戊酯：25克；
環己酮：10克。
對比例1
本對比例包括基材層1和分別涂布于基材層1兩側的光擴散層2和背層3。所述光擴散層2的擴散粒子由粒徑為2μm的PMMA粒子和粒徑為6～10μm的PMMA粒子復合組成。成膜物樹脂4為羥基丙烯酸樹脂，鉛筆硬度為1H。所述背層3的防粘連粒子為粒徑為3～7μm的PMMA粒子；成膜物樹脂5為鉛筆硬度2H的聚氨酯丙烯酸酯(長興化學有限公司)。
對比例2
本對比例包括基材層1和分別涂布于基材層1兩側的光擴散層2和背層3。所述光擴散層2的擴散粒子由粒徑為2μm的PMMA粒子和粒徑為6～10μm的PMMA粒子復合組成。成膜物樹脂4為羥基丙烯酸樹脂，鉛筆硬度為1H。所述背層3的防粘連粒子為粒徑為3～7μm的PBMA粒子；成膜物樹脂5為鉛筆硬度HB的羥基丙烯酸樹脂(日本三菱麗陽株式會社)。
表1：各實施例性能數據表
表中，霧度由NDH2000型霧度儀測試；背層耐磨性評價方法為：光學擴散片背層靜止放置于導光板出光面上，再于光學擴散片上面放置500克砝碼，拖動光學擴散片來回移動數次，考察光學擴散片背層與導光板出光面的損傷情況。
由表中的性能數據可以看出，采用本發明方法得到的光學擴散膜，具有高霧度，且背層性能優于對比例1(硬質防粘連粒子搭配硬度較大的成膜物樹脂)的背層，也優于對比例2(軟質防粘連粒子搭配硬度較小的成膜物樹脂)的背層。