一種用于防眩光膜的組合物的制作方法

專利名稱：一種用于防眩光膜的組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種防眩光膜領域，特別是涉及ー種防眩光膜的組合物。
背景技術：
眩光是指視野內遠大于眼睛可適應的照明而引起的煩惱、不適或喪失視覺所表現的視覺條件(1984年北美照明工程學會對眩光的定義)。它經常發生在等離子體顯示器(PDP)、有機或無機電致發光顯示器(ELD)、場發射顯示器(FED)或液晶顯示器(IXD)等圖像產生裝置、玻璃幕墻、汽車前照燈等玻璃界面、LED發光裝置等。當處于熒光或日光等外界光下時，該類裝置表面反射光會造成圖像模糊、光暈、耀斑等現象，并使人眼過度疲勞而危害人體健康。 為了解決上述問題，一種解決方法是在顯示器上形成凹面和凸面以在表面上散射外部光線，從而得到防眩光的效果，然而，這又會導致高分辨顯示器的圖像質量降低。專利CN200310102689提出一種制備抗眩光膜的噴墨法，將涂布液以油墨的形式用噴墨裝置的噴頭噴射在事先形成的透明基材上，大粒徑的油滴形成第一微結構，小粒徑的油滴形成第二微結構。這種方法得到的凹凸結構的中心線平均粗糙度為O. 5-5. O μ m，人眼觀察反射光色調變化面積在5%以下，透明性能良好。缺點在于材料必須可以制成油滴，由于第二粒子仍然不能均勻持久的粘附在第一粒子上，導致防眩光效果降低。解決該問題的另外ー種方法是向涂層中加入誘導內散射粒子。專利CN02148049. 4公開了ー種具有內部漫反射層的防眩光膜。該防眩光膜包括透明基體、透明漫反射材料、表面不規則物等組分。該漫反射材料一般為橢球狀的各向異性微粒，要求I)微粒基本相互平行且垂直于膜的方向均勻散布于透明基體中；2)微粒與透明基體的折射率不同，呈現出由于其中微粒的各向異性形狀所造成的各向異性漫反射。這種防眩光膜在不降低所發射圖像鋭利度和正面反差比的條件下，減少了顯示器的閃爍。但是，由于微粒很難在相互平行且垂直于膜的方向均勻分散，因此需要對該膜進行多次矯正；另外，該防眩光膜沒有提高其對外界的防眩性。專利CN200480017154、專利 CN200480028161、專利 CN200680000805 等公開了往粘
合劑樹脂中添加透明粒子的防眩光涂層，這類防眩光涂層的缺點在干隨著添加透光粒子含量的増加，防眩性能越好，但是霧度會増加，對比度降低。專利JP2004025650A公開了ー種防眩光涂層，其在粘合劑樹脂中包含平均直徑為Γ7 μ m的有機材料粒子和平均直徑為O. I μ m的無機材料粒子，其中，所述粘合劑樹脂的厚度比有機粒子的平均直徑大O. 3^3倍。然而，由于無機材料粒子沒有粘附到有機材料粒子的表面上，導致在有機粒子的表面上沒有形成無機材料粒子引起的凹面和凸面，降低了防眩光效果。向涂層中加入誘導內散射粒子，有時候難以使得微粒在涂層中適當分散，所以很難形成所希望的凹凸結構。為了解決這ー問題，有人提出了向涂層中加入具有一定粗糙度的誘導內散射粒子的方法。
公開號為CN 101679798 A的中國專利公開了ー種用于防眩光膜的組合物，其中所述組合物包含粘合劑樹脂和平均表面粗糙度為(Γ2 μ m的核-殼粒子。相應地提高了防眩光膜中粒子的貯存穩定性，從而增加了產品的耐久性和壽命，起到了防眩的作用，并改進了圖像清晰度和對比度。存在的問題在干包覆困難、很難同時控制殼的厚度、密度和形狀，從而很難使殼折射率同時與粘合劑樹脂和核相匹配，導致涂層的防眩性能降低。公開號為CN 101679825 A的中國專利公開了ー種用于防眩光膜的組合物，該組合物包含粘合劑樹脂，和基于100重量份的粘合劑樹脂，含量為f 30份且在其表面形成有凹凸圖形的有機粒子。該防眩光膜在一定程度上改進了圖像清晰度和通過使用圖像顯示器實現的對比度，但由于有機粒子熔點比較低，而且易老化變形，導致防眩性降低。

發明內容
本發明提供了一種用于防眩光膜的組合物，由所述組合物制備得到的防眩光膜具有穩定的防眩光效果和良好的圖像清晰度。
一種用于防眩光膜的組合物，重量份組成為平均表面粗糙度為O. 0Γ3μπι的無機粒子O. Γ50份粘合劑樹脂100份溶劑30 6000份所述的無機粒子與粘合劑樹脂的平均折射率相差O. Of I。一般而言，在防眩光涂層膜中，霧度與外部散射(由圖層表面粗糙度引起)和內部散射(由粘合劑樹脂中的填料引起)有夫；防眩光效果與由圖層表面粗糙度引起的外部散射有夫；圖像清晰度與光的散射程度有關，而光的散射程度與表面粗糙度以及樹脂與填料折射率的差異有關。同有機粒子相比，所述的無機粒子熔點比較高，不易老化變形，同時所述的無機粒子容易制備，可以通過原料単體一歩合成，也可以通過小粒徑無機粒子自組裝制成，粗糙度便于控制，因此利用所述組合物制備的防眩光膜防眩性能穩定持久，便于控制。隨著防眩粒子(即組合物中的無機粒子)的平均表面粗糙度的増加，得到的防眩光膜的防眩光效果增加，但會導致圖像的清晰度下降。當防眩粒子的平均表面粗糙度的數值大于3 μ m吋，圖像清晰度會變的很差；當防眩粒子的平均表面粗糙度的數值小于O. 01 μ m吋，防眩光效果明顯降低。所述無機粒子的平均表面粗糙度可進ー步優選為O. 03、. I μ m,此時得到的防眩膜同時具有良好的防眩光效果和圖像清晰度。當所述溶劑用量小于30重量份的情況時，由于組合物的粘度非常高，涂覆性較差，難以用來制備防眩光膜；當所述溶劑的量大于6000重量份的情況時，所述涂層膜的強度降低而難以制成厚膜。在所述無機粒子的量小于O. I重量份的情況下，由內散射產生的霧度值可能不夠；在所述無機粒子的量大于50重量份的情況下，粘度増加導致涂覆性變差，并且由于內散射增加導致霧度值非常高，對比度可能降低。所述無機粒子與粘合劑樹脂的平均折射率相差O. Of 1，其中無機粒子的平均折射率可以大于或者小于粘合劑樹脂平均折射率。當平均折射率之差大于I時，利用所述組合物制備的防眩光膜內散射增加導致霧度增加，從而透過率下降，對比度降低；當平均折射率之差小于O. Ol時，利用所述組合物制備的防眩光膜防眩光效果不好。其中，可以使用公式(I )計算無機粒子的平均折射率—"ο) + "。]'1.( I )其中， 為平均折射率；η為選用微球材料的折射率；％為透明基體(由所述的粘合劑樹脂制備得到)的折射率；Ρ為微球體積分數J(V。為薄膜的總體積，V為微球實心材料部分的體積)。滿足平均粗糙度為O. 0Γ3 μ m的粒子可以設置多種形狀，所述無機粒子表面可以具有柱狀、島狀或針狀的凸起結構，或具有其它凹面或凸面結構。通過熱力學和動力學控制可以控制凹面和凸面的形狀和分布，因此該類形狀的粒子易于得到。
所述無機粒子直徑為O. 05^10 μ m,當粒徑小于O. 05 μ m吋，利用所述組合物制備的防眩光膜散射性能降低，難以得到足夠的霧度值，防眩光效果不好；當粒徑大于IOym時，由于所述防眩光膜的単位體積的粒子數目降低，從而降低內散射效應，難以得到良好的防眩光效果。所述粘合劑樹脂包括聚こ烯吡咯烷酮樹脂(PVP)、聚こ烯醇縮丁醛樹脂(PVB)、聚碳酸酯樹脂(PC)或聚丙烯樹脂(PP)等在室溫下為固態的透明有機聚合物，所述粘合劑樹脂的數均分子量的范圍為50(Γ10000，其他透明的無機復合材料包括氧化鋁、氧化鋯、玻璃、陶瓷等也能起到相同的作用。當選用PVB樹脂時，利用所述組合物制備的防眩光膜具有更好的圖像清晰度。組成所述無機粒子的材料選自ニ氧化硅、ニ氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、氧化鋅、氧化鋇、碳酸鈣、鈦酸鋇、硫酸鋇、氟化鎂、氧化鐵中至少ー種。所述無機粒子優選為ニ氧化硅，因為此時ニ氧化硅粒子的粗糙度容易控制，且滿足折射率的要求，制備得到的防眩膜同時具有穩定的防眩光效果和良好圖像清晰度。當將ニ氧化硅換成ニ氧化鈦吋，由于折射率太高，得到的防眩膜的圖像清晰度不好。所述溶劑選自CfC5低級醇、こ酸酷、酮、溶纖劑、N，N-ニ甲基甲酰胺、四氫呋喃、丙ニ醇單甲醚、甲苯、ニ甲苯，蒸餾水中至少ー種，所述的こ酸酷、酮的沸點均在150°C以下。溶劑沸點處于150°C以下時，組合物易于干燥硬化成膜。本發明還提供一種制備所述的ニ氧化硅粒子的方法，包括向25% 28%的氨水、水和こ醇的混合體系中，以5 10mL/min的速度滴加正硅酸こ酯的こ醇溶液，反應結束后，分離干燥得到所述的ニ氧化硅粒子；其中用來配制所述的正硅酸こ酯溶液的正硅酸こ酯與こ醇的體積比為1(Γ30 100;所述正硅酸こ酯與所述氨水的體積比為f 2 I。該方法通過控制原料正硅酸こ酯的滴加速度來調節所得到的ニ氧化硅粒子的表面粗糙度和粒徑，操作簡單，所述ニ氧化硅粒子適于制備所述的防眩光膜。本發明還提供了一種由所述組合物制備的防眩光膜，該防眩光膜由所述的組合物涂覆于基體之上，干燥固化之后既可制得。所述的防眩光膜可以應用于高分辨率的平板顯示器、玻璃幕墻、汽車車燈等領域。同現有技術相比，本發明的有益效果體現在(I)制備防眩光膜的無機粒子可以通過原料単體一歩合成，也可以通過小粒徑無機粒子自組裝制成，制備エ藝簡單，容易控制無機粒子的直徑和粗糙度，適合大規模的生產。(2)在防止了由入射光引起眩光現象的同時，提高了圖像清晰度和對比度，可以應用于高分辨率的平板顯示器、玻璃幕墻、汽車車燈等領域。(3)所得到的防眩光膜無需涂覆表面低反射層就可以保證良好的光透過性。


圖I為根據本發明方法得到的具有柱狀凸起的無機粒子的示意圖；圖2為根據本發明方法得到的具有內錐狀凸起的無機粒子的示意圖；
圖3為圖2中的無機粒子的A處放大圖；圖4為根據本發明方法得到的具有島狀凸起的無機粒子的示意圖；圖5為根據本發明方法得到的具有針狀凸起的無機粒子的示意圖；圖6為根據本發明方法得到的具有外錐狀凸起的無機粒子的示意圖；圖7為根據本發明方法得到的具有錐柱狀凸起的無機粒子的示意圖；圖8為根據本發明方法得到的具有螺旋柱狀凸起的無機粒子的示意圖；圖9為實施例I、實施例4和實施例5中使用的平均粒徑為120nm和平均表面粗糙度為30nm的ニ氧化硅粒子的掃描電子顯微鏡照片；圖10為實施例2中使用的平均粒徑為150nm和平均表面粗糙度為IOOnm的ニ氧化硅粒子的掃描電子顯微鏡照片；圖11為實施例3中使用的表面光滑的粒徑為160nm的ニ氧化硅粒子的掃描電子顯微鏡照片；圖12為可用于本發明的防眩光膜中的氧化鋁粒子的掃描電子顯微鏡照片；圖13為實施例6中使用的ニ氧化鈦粒子的掃描電子顯微鏡照片；圖14為可用于本發明的防眩光膜中的鈦酸鋇粒子的掃描電子顯微鏡照片。
具體實施例方式本發明的防眩光膜的制備方法包括以下步驟1)制備防眩無機粒子；2)制備防眩光膜組合物；3)在透明基底上涂覆組合物；4)固化組合物形成防眩光膜。步驟I)通過化學法或物理法制備得到平均表面粗糙度為O. 0Γ3 μ m的防眩無機粒子；步驟2)通過熔融混合法或溶劑溶解混合將防眩無機粒子均勻摻入透明基體中；步驟3)使用濕涂法、棒涂法、噴涂法、浸涂法、旋涂法等，所述涂覆方法并不限于此，而是可以使用本領域內已知的各種不同的涂覆方法；步驟4)可以分為干燥和固化兩部分，也可以ー步完成。實施例II) ニ氧化硅防眩粒子的制備室溫下，往500mL三ロ燒瓶中加入8mL氨水(25% 28%)、IOmL H2O、IOOmL無水こ醇，混合均勻后，以10mL/min的速度滴入15mL正娃酸こ酷/IOOmL無水こ醇溶液,反應4h后離心分離，水洗3次，70°C下干燥，得到表面粗糙的ニ氧化硅顆粒(如圖9)；2)防眩光膜組合物的制備
IOg PVB溶解于150mL無水こ醇中，攪拌均勻后，往透明溶液中加入O. Ig第I)步中制得的ニ氧化硅粒子；3)防眩光膜的制備通過提拉法將第2)步制得的組合物溶液涂覆在洗好的載玻片上;4)將第3)步得到的載玻片置于70°C烘箱中，干燥一夜。實施例2室溫下，往500mL三ロ燒瓶中加入8mL氨水(25% 28%)、IOmL H2O、IOOmL無水こ醇，混合均勻后，以5mL/min滴入15mL正硅酸こ酷/IOOmL無水こ醇溶液，反應4h后離心分離，水洗3次，70°C下干燥，得到表面粗糙的ニ氧化硅顆粒(如圖10);然后通過使用與實施例I相同的方法制備用于防眩光膜的組合物，接著使用該組合物制備防眩光膜。
實施例3 (比較實施例I)室溫下，往500mL三ロ燒瓶中加入8mL氨水(25% 28%)、IOmL H20、200mL無水こ醇，混合均勻后，以O. 2mL/min滴入IOmL正硅酸こ酯溶液，反應4h后離心分離，水洗3次，60°C下干燥，得到表面光滑的ニ氧化硅顆粒(如圖11);然后通過使用與實施例I相同的方法制備用于防眩光膜的組合物，接著使用該組合物制備防眩光膜。實施例4除了將實施例I中使用的ニ氧化硅粒子的量(O. Ig)降低至O. Olg的量之外，通過使用與實施例I相同的方法制備用于防眩光膜的組合物，接著使用該組合物制備防眩光膜。實施例5除了將實施例I中使用的防眩粒子的量(O. Ig)増加至5g的量之外，通過使用與實施例I相同的方法制備用于防眩光膜的組合物，接著使用該組合物制備防眩光膜。實施例6I)氧化鋁防眩粒子的制備10mL O. 5mol/L硫酸鋁水溶液、2mL0. 0025mol/L聚苯乙烯-嵌段-聚丙烯酸-2-羥基こ酯(Pst-b-PHE A) /四氫呋喃(THF)溶液在50mL反應釜中攪拌均勻后，再加入28mLTHF、l. 140g尿素，攪拌均勻后將反應釜密封，在150°C下反應24h后自然冷卻到室溫，離心分離，水洗3次后醇洗3次，室溫干燥后放入馬弗爐中，以2°C /min的速度加熱至800°C并保持該溫度2小時；進而得到氧化鋁粒子(如圖12)。2) 15g PVB溶解于IOOmL無水こ醇中；待攪拌均勻后，往透明溶液中加入O. Ig上述氧化鋁粒子；3)防眩光膜的制備通過KW-4A旋涂機將由2)制備的組合物溶液涂覆在洗好的載玻片上；4)將3)中涂覆組合物溶液的載玻片置于70°C烘箱中，干燥一夜。實施例7I)ニ氧化鈦防眩粒子的制備60°C下，按正丁醇水三こ醇胺=3 I I的比例將上述物料混合均勻后，加入IOmL四氯化鈦溶液，攪拌lh，陳化Ih后，離心分離，70°C下干燥，得到ニ氧化鈦粒子(如圖13)。2) IOg PVB溶解于IOOmL無水こ醇中；待攪拌均勻后，往透明溶液中加入O. Ig上述ニ氧化鈦粒子；
3)防眩光膜的制備通過KW-4A旋涂機將由2)制備的組合物溶液涂覆在洗好的載玻片上；4)將3)中涂覆組合物溶液的載玻片置于70°C烘箱中，干燥一夜。實施例8I)鈦酸鋇防眩粒子的制備0°C下，O. 3mol偏鈦酸、247mL 30%的雙氧水和95mL25%的氨水倒入800mL的燒杯中攪拌30min后得到溶液A,然后在超聲條件下,將O. 3mol的 硝酸鋇溶液滴加到溶液A中，反應4h，抽濾，水洗3次，100°C下干燥；得到鈦酸鋇粒子(如圖14)。2) 20g PVB溶解于IOOmL無水こ醇中；待攪拌均勻后，往透明溶液中加入O. Ig上述鈦酸鋇粒子；3)防眩光膜的制備通過KW-4A旋涂機將由2)制備的組合物溶液涂覆在洗好的載玻片上；4)將3)中涂覆組合物溶液的載玻片置于70°C烘箱中，干燥一夜。由實施例f 3可知通過控制正硅酸こ酯的滴加速度可以ー步制備出具有不同表面粗糙度的ニ氧化硅粒子。在下面的條件下，測量實施例廣8的防眩光膜的物理性能，結果示于表I中。透光率(％)使用美國拍金-埃爾默公司(Perkin Elmer)Lambda 950型紫外可見分光光度計測量透光率。霧度值(％)使用上海精密科學儀器有限公司的申光WGW光電霧度儀測量霧度值。60°反射光澤使用畢克-加特納(BYK Gardner)公司制備的BYK AG-4446光澤儀測量60°反射光澤。圖像清晰度基于GB/T 14857-1993標準，測量圖像清晰度。表I實施例f 8中制得的防眩光膜的物理性能測試
項_ '[實抱廠實施I—實施例3 (比「實施「實施「實抱[實抱I—實施
__例I _例2 _較實施例I ) __例4 __例5 —例6 例7 例8
透光率(％) 92.9 91.890.094.1 88 ' 80 85 86
霧度(%) 10 1029^504 45 55 50 48~~
60。反射光澤 68 65113145 135 134 137 136
圖像清晰度 293 214156 ' 149 40 25 20 30如表I所示，在使用具有控制的表面粗糙度的無機粒子的實施例I和2的情況下，制得的涂層膜的防眩性和圖像清晰度優異；另一方面，在使用表面光滑的無機粒子的實施例3的情況下，制得的涂層膜的60°反射光澤為113，防眩光性下降；此外，在使用小于I重量份的具有表面粗糙度的無機粒子的實施例4的情況下，制得的涂層膜的霧度值非常低，60°反射光澤為145，涂層的防眩性非常差；在使用大于50份重量的具有表面粗糙度的粒子的實施例5的情況下，制得的涂層膜的防眩光性優異，但是，圖像清晰度顯著降低；最后， 通過實施例I與實施例6、7、8比較可知，ニ氧化硅作為防眩粒子時，制得的涂層膜的圖像清晰度要比其他實施例中的防眩粒子要好，這是因為氧化硅的折射率比其他實施例中的防眩粒子的折射率低。
權利要求
1.一種用于防眩光膜的組合物，其特征在于，重量份組成為 平均表面粗糙度為0. 0r3um的無機粒子0. f 50份粘合劑樹脂100份溶劑30 6000份 所述的無機粒子與粘合劑樹脂的平均折射率相差0. Of I。
2.根據權利要求I所述的用于防眩光膜的組合物，其特征在于，所述無機粒子表面具有柱狀、島狀或針狀的凸起結構。
3.根據權利要求I所述的用于防眩光膜的組合物，其特征在于，所述無機粒子的平均表面粗糙度為0. 03、. I u m。
4.根據權利要求I所述的用于防眩光膜的組合物，其特征在于，所述的無機粒子直徑為 0. 05 10u m。
5.根據權利要求I所述的用于防眩光膜的組合物，其特征在于，組成所述無機粒子的材料選自二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁、氧化鋅、氧化鋇、碳酸鈣、鈦酸鋇、硫酸鋇、氟化鎂、氧化鐵中至少一種。
6.根據權利要求I所述的用于防眩光膜的組合物，其特征在于，所述的粘合劑樹脂選自聚乙烯吡咯烷酮樹脂、聚乙烯醇縮丁醛樹脂、聚碳酸酯樹脂或聚丙烯樹脂，所述粘合劑樹脂的數均分子量的范圍為500 10000。
7.根據權利要求I所述的用于防眩光膜的組合物，其特征在于，所述溶劑選自CfC5低級醇、乙酸酯、酮、溶纖劑、N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、丙二醇單甲醚、甲苯、二甲苯、蒸餾水中至少一種，所述的乙酸酯、酮的沸點均在150°C以下。
8.一種制備權利要求5所述二氧化硅粒子的方法，其特征在于，包括向259^28%的氨水、水和乙醇的混合體系中，以5 10mL/min的速度滴加正硅酸乙酯的乙醇溶液，反應結束后，分離干燥得到所述的二氧化硅粒子；其中用來配制所述的正硅酸乙酯溶液的正硅酸乙酯與乙醇的體積比為1(T30 100;所述正硅酸乙酯與所述氨水的體積比為廣2 I。
9.一種防眩光膜，其特征在于，所述防眩光膜由權利要求f 7任一所述的組合物經固化后制備得到。
全文摘要
本發明涉及一種用于防眩光膜的組合物，包含平均表面粗糙度為0.01~3μm的無機粒子、粘合劑樹脂和溶劑，該無機粒子可以通過原料單體一步合成，也可以通過小粒徑無機粒子自組裝制成，表面粗糙度容易控制。由該組合物制得的防眩光膜同時具有穩定的防眩光效果和良好的圖像清晰度，可以應用于高分辨率的平板顯示器、玻璃幕墻、汽車車燈等領域。
文檔編號C09D139/06GK102676004SQ20121015943
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月18日 優先權日2012年5月18日
發明者儲成義, 孫愛華, 李勇, 許高杰, 黃惠華 申請人:中國科學院寧波材料技術與工程研究所