本發明涉及光學薄膜領域，具體而言，涉及一種擴散膜及其制作方法。
背景技術：
光學擴散薄膜(簡稱擴散膜)廣泛應用于液晶顯示、照明燈等光學設備中，特別是在液晶顯示裝置中，擴散膜是背光模塊中的關鍵零部件，可以利用擴散膜提升光線亮度，并將導光板收到的光線柔散化，為顯示器提供一個均勻的面光源，從而起到拓展視角的作用。
擴散膜的目的是將線性光源或點狀光源均勻轉換成面光源，其作用原理是利用光在具有不同折射率的介質中穿過，光線產生許多折射、反射、散射的現象，形成光學擴散的效果。此外，制備擴散膜時，為了避免收放卷過程中擴散膜的粘連，一般還需要設置抗粘連層。
目前，制備擴散膜的方法一般有擠出法和涂布法。申請號為201310478682.2中國專利申請公布了采用擠出法制備擴散膜的技術方案，其擴散膜由擴散層、支撐層和抗粘連層組成，擴散層覆蓋于支撐的上表面，抗粘連層覆蓋于支撐層的下表面，支撐層為PET，擴散層由PET、抗靜電劑、玻璃微珠組成，抗粘連層由PET、二氧化硅粒子和抗靜電劑組成。制備時將擴散母料、抗粘連母料和PET切片熔融塑化后進行共擠壓得到玻璃態鑄片，然后，將該玻璃態鑄片進行橫向拉伸和縱向拉伸。此外，申請號為201210027668.6的中國專利申請公開了一種采用涂布法制備擴散膜的方法，其將小顆粒散射粒子和聚酯切片混合形成散射母料，然后將散射母料和聚酯切片混合形成混合料A，接著將混合料A和基材原料B進行共擠壓和雙向拉伸形成聚酯基膜，隨后將具有大顆粒散射粒子、粘合樹脂和稀釋劑形成的涂布液涂布在聚酯基膜上干燥后得到擴散膜，其中，涂布液組分包括：聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)粒子、聚苯乙烯(PS)粒子、丙烯酸樹脂、異丙醇以及丁醇。
但是，上述兩種方式均存在各自的缺陷。其中，擠出法得到的擴散膜的成本雖然較低，但是其中的玻璃微珠和二氧化硅粒子的存在會大大降低其透光率和輝度，極大地限制了其應用；而涂布法得到的擴散膜由于多了一道加工過程，成本較擠出型高；且其固化方法一般為熱固化和UV固化，其中熱固化成本較低，但其中大量的有機溶劑需要揮發，對人體和環境都會造成傷害；另一種為UV固化，同樣有可能對從業人員造成危害。
技術實現要素：
本發明的主要目的在于提供一種擴散膜及其制作方法，以解決現有技術中擴散膜不能同時具有高抗粘連性、透光率和輝度的問題。
為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種擴散膜，包括：基材層，具有相對的第一表面和第二表面；兩層擴散層，分別設置在第一表面和第二表面上；兩層擴散層中的至少一層擴散層上設置有抗粘連層，抗粘連層設置在擴散層的遠離基材層的表面上，且抗粘連層中的抗粘連粒子的粒徑在50～100nm之間。
進一步地，上述抗粘連粒子為二氧化硅粒子、亞克力粒子和三氧化二鋁中的一種或多種。
進一步地，形成上述抗粘連層的抗粘連涂布液包括以重量百分量計的：10～15％水性樹脂，優選水性樹脂為水性丙烯酸樹脂或水性聚氨酯樹脂；0.1～0.2％抗粘連粒子；優選的0.02～0.08％潤濕劑；優選的0.05～0.15％胺中和劑，優選胺中和劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水和/或二乙醇胺；及余量的水。
進一步地，兩層上述抗粘連層的厚度相同或不同，且均在50～100nm之間，優選抗粘連粒子的體積占抗粘連層的干膜體積的2～5％。
進一步地，形成上述擴散層的擴散母料包括基體和散射粒子，擴散母料含有重量含量為10～20％的散射粒子，散射粒子的粒徑為0.8～5μm，優選散射粒子為折射率為1.4～1.75的散射粒子，進一步優選散射粒子為聚甲基丙烯酸甲酯粒子、聚苯乙烯粒子、聚酯粒子和聚碳酸酯粒子中的一種或多種；優選基體為聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中一種或多種。
進一步地，兩層上述擴散層的厚度相同或不同且在～6μm之間。
進一步地，上述基材層為PET層。
根據本發明的另一方面，提供了一種上述擴散膜的制作方法，該制作方法包括：步驟S1，采用共擠壓法形成具有擴散膜的基材層和兩層擴散層的厚片；步驟S2，將厚片進行第一次拉伸，得到拉伸膜片；步驟S3，在拉伸膜片的至少一個側面上涂布形成擴散膜的抗粘連層的抗粘連涂布液，得到濕涂膜片；以及步驟S4，將濕涂膜片進行第二次拉伸，且在第二次拉伸過程中進行干燥固化得到擴散膜。
進一步地，上述步驟S2包括：將厚片在70～135℃下預熱5～15秒后，得到熱厚片；使熱厚片進入135～155℃的遠紅外線區加熱，并以3.0～3.5的拉伸倍率進行縱向拉伸，2～3s后在20～30℃的條件下進行松弛冷卻，得到拉伸膜片。
進一步地，上述步驟S4包括：將濕涂膜片以3.5～4的拉伸倍率進行橫向拉伸后依次經過210～230℃下定型5～8秒、45～160℃下松弛10～15秒，得到擴散膜。
應用本發明的技術方案，采用粒徑為納米級的抗粘連粒子，并將其粒徑控制在50～100nm之間，意外地發現，該抗粘連粒子使擴散膜在保持理想抗粘連性能的前提下，同時使得擴散膜表面涂層的折射率低于基材層的折射率，從而有效減少表面的光線散射，進而有效提高了本申請的擴散膜的透光率，及具有該擴散膜的光學器件的輝度。
附圖說明
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1示出了根據本發明的一種優選實施例提供的擴散膜的結構示意圖。
其中，上述附圖包括以下附圖標記：
10、基材層；20、擴散層；30、抗粘連層。
具體實施方式
需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
如背景技術所記載的，現有技術中為了實現抗粘連作用，在擴散膜的抗粘連層30中摻入二氧化硅粒子，但是二氧化硅在存在導致擴散膜的透光率和輝度降低，為了解決該問題，本申請一種典型的實施方式中提供了一種擴散膜，該擴散膜包括基材層10、兩層擴散層20和一層或兩層抗粘連層30，基材層10具有相對的第一表面和第二表面；兩層擴散層20分別設置在第一表面和第二表面上；兩層擴散層中的至少一層擴散層上設置有抗粘連層30，抗粘連層30設置在擴散層的遠離基材層10的表面上，且抗粘連層30中的抗粘連粒子的粒徑在50～100nm之間。
本申請采用粒徑為納米級的抗粘連粒子，并將其粒徑控制在50～100nm之間，意外地發現，該抗粘連粒子使擴散膜在保持理想抗粘連性能的前提下，同時使得擴散膜表面涂層的折射率低于基材層的折射率，從而有效減少表面的光線散射，進而有效提高了本申請的擴散膜的透光率，及具有該擴散膜的光學器件的輝度。
由于本申請的抗粘連粒子的粒徑控制在理想的范圍內，因此在保持高抗粘連性的同時對光的影響較小，本申請的抗粘連粒子可以為二氧化硅、亞克力粒子和三氧化二鋁中的一種或多種，其中，二氧化硅的效果最好。
由于本申請的擴散膜的層數較多，為了便于制作，本申請優選采用涂布的方式形成抗粘連層30，其中，形成該抗粘連層30的抗粘連涂布液包括以重量百分量計的：10～15％水性樹脂、0.1～0.2％抗粘連粒子、優選的0.02～0.08％潤濕劑、優選的0.05～0.15％胺中和劑以及余量的水，優選水性樹脂為水性丙烯酸樹脂或水性聚氨酯樹脂；優選潤濕劑為104BC(空氣化學)、Wet505(迪高)或OT-75(Cytec)；優選胺中和劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水或二乙醇胺。上述抗粘連涂布液中無有機溶劑，因此成本低，且更加環保。
本申請的兩層抗粘連層30的厚度相同或不同，優選均在50～100nm之間，實現在耗費盡可能低的原料的前提下實現理想的抗粘連作用。此外，為了在實現理想抗粘連作用的基礎上，盡可能降低抗粘連粒子對光的影響，優選抗粘連粒子的體積占抗粘連層30的干膜體積的2～5％。
此外，本申請發明人在對擴散層的光擴散效果和散射粒子之間的關系進行研究時發現，散射粒子的粒徑大小和折射率對擴散效果的影響比較明顯，因此優選形成擴散層的擴散母料包括基體和散射粒子，擴散母料含有重量含量為10～20％的散射粒子，散射粒子的粒徑為0.8～5μm，進一步優選散射粒子為折射率為1.4～1.75的散射粒子。通過控制散射粒子的粒徑，有效緩解了散射粒子對光線的負面遮蔽作用。在此基礎上，進一步優選散射粒子為聚甲基丙烯酸甲酯粒子(PMMA粒子)、聚苯乙烯粒子、聚酯粒子和聚碳酸酯粒子中的一種或多種。同時，可用于本申請擴散層的基體可以采用本申請常用的基體材料，比如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中一種或多種。
此外，本申請的擴散層的厚度也可以參考現有技術，本申請優選兩層擴散層的厚度相同或不同且在3～6μm之間，以實現95％以上的高霧度高遮蔽的效果。
進一步地，形成本申請基材層10的材料也可以為現有技術中的常規材料，本申請為了便于操作、降低成本優選基材層10為PET層。
通過上述描述可知，本申請的基材層10和擴散層中均不含有二氧化硅等抗粘連粒子，僅在抗粘連層30中設置抗粘連粒子，在解決抗粘連的同時，使得擴散膜具有高霧度、高透光率的優良性能。
在本申請另一種典型的實施方式中，提供了一種上述擴散膜的制作方法，該制作方法包括：步驟S1，采用共擠壓法形成具有擴散膜的基材層和兩層擴散層的厚片；步驟S2，將厚片進行第一次拉伸，得到拉伸膜片；步驟S3，在拉伸膜片的至少一個側面上涂布形成擴散膜的抗粘連層的抗粘連涂布液，得到濕涂膜片；以及步驟S4，將濕涂膜片進行第二次拉伸，且在第二次拉伸過程中進行干燥固化得到擴散膜。
本申請的擴散膜在具有上述優點的同時，在制作過程中，采用共擠壓法形成了具有基材層和擴散層的厚片，因此降低了擴散膜的制作成本；同時，所采用的抗粘連涂布液為水性溶液，因此沒有有機溶劑的揮發，更加環保；進一步地，兩次拉伸分開進行，且第二次拉伸在抗粘連涂布液涂布之后進行，因此，有利于利用拉伸過程的高溫促進抗粘連涂布液中的水的揮發。
為了得到較好的拉伸效果，優選上述步驟S2包括：將厚片在70～135℃下預熱5～15秒后，得到熱厚片；使熱厚片進入135～155℃的遠紅外線區加熱，并以3.0～3.5的拉伸倍率進行縱向拉伸，2～3s后在20～30℃的條件下進行松弛冷卻，得到拉伸膜片。將所得到的厚片先在較低溫度下進行預熱，可防止厚片因溫度快速升高產生膜面褶皺和凹點；然后利用遠紅外線進行加熱，能使厚片達到軟化點，以進行均勻拉伸，從而得到的拉伸膜片中基材層和擴散層的厚度和組成較為均勻。
進一步地，優選上述步驟S4包括：將濕涂膜片以3.5～4的拉伸倍率進行橫向拉伸后依次經過210～230℃下定型5～8秒、45～160℃下松弛10～15秒，得到擴散膜。在上述定型的溫度條件下，有利于促進抗粘連涂布液中的水的揮發。
上述步驟S1中，可以采用本領域常規的共擠壓法形成厚片，優選將含有本申請散射粒子的擴散母料與聚合物切片按照配比混合均勻后加入到輔擠出機中，與形成基材層的PET切片分別送入主擠出機、輔擠出機(兩臺)內熔融，經共擠模頭擠出，熔體通過靜電吸附裝置，在激冷鼓上形成三層結構的厚片。其中，擴散母料與聚合物切片的質量比為0.1～0.3:1，其中的聚合物切片可以和擴散母料中的基體材質相同。
以下將結合實施例和對比例，進一步說明本申請的有益效果。
以下各實施例和對比例中采用的二氧化硅粒子作為抗粘連粒子，其中，采用二氧化硅重量含量為40％的二氧化硅分散液提供二氧化硅；PMMA粒子作為散射粒子，二氧化硅粒子的粒徑和PMMA粒子的粒徑見表1。
實施例1
將含有PMMA粒子的擴散母料(組成見表2)與PET切片按照表2中的配比混合均勻后加入到兩臺輔擠出機中，PET切片送入主擠出機，然后分別在主擠出機和輔擠出機內熔融，經共擠模頭擠出，熔體通過靜電吸附裝置，在激冷鼓上形成三層結構的厚片；
從激冷鼓出來的厚片，經過120℃的預熱輥組進行10秒的預熱，再進入145℃的遠紅外線區加熱以及在下載拉伸輥的作用下完成厚片的縱向拉伸，拉伸倍率為3.2，4秒后在20～30℃的條件下進行松弛冷卻，得到拉伸膜片。
拉伸膜片經冷卻松弛后進入涂布機，采用線棒刮涂方式將預先配好的抗粘連涂布液涂于拉伸膜片的兩面，然后進入橫向拉伸區域進行3.8倍拉伸，在橫向拉伸過程中利用該過程的熱風進行干燥固化，最后經220℃熱定型6秒，緊接著在120℃進行松弛冷卻12秒，制得實施例1的擴散膜，其中，抗粘連涂布液的組成見表2。
實施例2
將含有PMMA粒子的擴散母料與純PET切片按照表2中的配比混合均勻后加入到兩臺輔擠出機中，PET切片送入主擠出機，然后分別在主擠出機和輔擠出機內熔融，經共擠模頭擠出，熔體通過靜電吸附裝置，在激冷鼓上形成三層結構的厚片；
從激冷鼓出來的厚片，經過70℃的預熱輥組進行15秒的預熱，再進入135℃的遠紅外線區加熱，以及在下載拉伸輥的作用下完成厚片的縱向拉伸，拉伸倍率為3.5，5秒后在20～30℃的條件下進行松弛冷卻，得到拉伸膜片。
拉伸膜片經冷卻松弛后進入涂布機，采用線棒刮涂方式將預先配好的抗粘連涂布液涂于拉伸膜片的兩面，然后進入橫向拉伸區域進行3.5倍拉伸，在橫向拉伸過程中利用該過程的熱風進行干燥固化，最后經210℃熱定型8秒，緊接著在160℃進行松弛冷卻10秒，制得實施例2的擴散膜，其中，抗粘連涂布液的組成見表2。
實施例3
將含有PMMA粒子的擴散母料與純PET切片按照表2中的配比混合均勻后加入到兩臺輔擠出機中，PET切片送入主擠出機，然后分別在主擠出機和輔擠出機內熔融，經共擠模頭擠出，熔體通過靜電吸附裝置，在激冷鼓上形成三層結構的厚片；
從激冷鼓出來的厚片，經過135℃的預熱輥組進行5秒的預熱，再進入145℃的遠紅外線區加熱，以及在下載拉伸輥的作用下完成厚片的縱向拉伸，拉伸倍率為3.0，2秒后在20～30℃的條件下進行松弛冷卻，得到拉伸膜片。
拉伸膜片經冷卻松弛后進入涂布機，采用線棒刮涂方式將預先配好的抗粘連涂布液涂于拉伸膜片的兩面，然后進入橫向拉伸區域進行4.0倍拉伸，在橫向拉伸過程中利用該過程的熱風進行干燥固化，最后經230℃熱定型5秒，緊接著在45℃進行松弛冷卻12秒，制得實施例3的擴散膜，其中，抗粘連涂布液的組成見表2。
實施例4
將含有PMMA粒子的擴散母料與純PET切片按照表2中的配比混合均勻后加入到兩臺輔擠出機中，PET切片送入主擠出機，然后分別在主擠出機和輔擠出機內熔融，經共擠模頭擠出，熔體通過靜電吸附裝置，在激冷鼓上形成三層結構的厚片；
從激冷鼓出來的厚片，經過120℃的預熱輥組進行10秒的預熱，再進入145℃的遠紅外線區加熱，以及在下載拉伸輥的作用下完成厚片的縱向拉伸，拉伸倍率為3.2，10秒后在20～30℃的條件下進行松弛冷卻，得到拉伸膜片。
拉伸膜片經冷卻松弛后進入涂布機，采用線棒刮涂方式將預先配好的抗粘連涂布液涂于拉伸膜片的兩面，然后進入橫向拉伸區域進行3.2倍拉伸，在橫向拉伸過程中利用該過程的熱風進行干燥固化，最后經220℃熱定型6秒，緊接著在120℃進行松弛冷卻12秒，制得實施例4的擴散膜，其中，抗粘連涂布液的組成見表2。
實施例5至12
制作方法與實施例1相同，其中，含有PMMA粒子的擴散母料與純PET切片按照表2中的配比進行混合，抗粘連涂布液的組成見表2。
對比例1至2
制作方法與實施例1相同，其中，含有PMMA粒子的擴散母料與純PET切片按照表2中的配比進行混合，抗粘連涂布液的組成見表2。
對實施例1至12和對比例1至2的透光率、霧度和抗粘連性能按照ASTMD1003標準規定的方法進行檢測，檢測結果見表2。
表1
表2
抗粘連性能按以下方法進行評級：
●：易剝離，且無重疊殘留的痕跡；○：易剝離，有殘留的痕跡；△不易剝離。其中●為合格，○和△為不合格。
由表2中實施例1至9與對比例1和2的數據對比可以看出，當采用粒徑在50～100nm之間的二氧化硅粒子作為抗粘連粒子時，透光率有明顯改善，說明利用本申請的擴散膜能夠改善器件的輝度，且抗粘連性能也較好。此外，經過對制作條件的控制，得到一定范圍厚度的擴散層，在一定程度上也能夠改善擴散膜的透光率和霧度。
從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果：
本申請采用粒徑為納米級的抗粘連粒子，并將其粒徑控制在50～100nm之間，意外地發現，該抗粘連粒子使擴散膜在保持理想抗粘連性能的前提下，同時使得抗粘連粒子對光的影響明顯降低，進而有效提高了本申請的擴散膜的透光率，及具有該擴散膜的光學器件的輝度。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。