一种基于聚合物分散液晶体系的光学扩散膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于聚合物分散液晶体系的光学扩散膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：将可光聚合单体与所选的可光聚合单体的折射率相匹配的向列相液晶按照8:2～2:8的质量比混合，加入含量为可光聚合单体的0.1wt％～10.0wt％的光引发剂和含量为向列相液晶和可光聚合单体总质量的0.1wt％～10.0wt％的间隔粒子；搅拌均匀后将混合体系涂覆于两层PET膜中间，辊挤压成厚度均匀的薄膜，使用光照强度为1.0～100.0mW/cm

Method for preparing optical diffusion film based on polymer dispersed liquid crystal system

The invention discloses a preparation method of optical system based on polymer dispersed liquid crystal diffusion film, wherein the method comprises the following steps: a photopolymerizable monomer and selected photopolymerizable monomer matching rate of refraction nematic liquid crystal in 8:2 ~ 2:8 mass ratio, adding content as a photopolymerizable monomer of 0.1wt% ~ 10.0wt% light agent and content for the interval caused by particles of nematic liquid crystal and a photopolymerizable monomer 0.1wt% ~ 10.0wt%; after mixing evenly coated on the mixture between two layers of PET film, and extruded into a uniform film thickness, using light intensity was 1 ~ 100.0mW/cm

【技术实现步骤摘要】
一种基于聚合物分散液晶体系的光学扩散膜的制备方法
本专利技术涉及光学扩散膜及其制备方法，尤其是能够有效提高光透过率和雾度的扩散膜的制备方法。
技术介绍
液晶显示器(LCD，LiquidCrystalDisplay)已经成为了当今最普遍的显示技术。因为LCD具有低能耗、低辐射、体积小、携带方便、画面柔和等优点，所以LCD将会是未来几十年内主流的显示技术，从大屏显示、电视、电脑到手机都能用到LCD显示技术。但是LCD中液晶本身并不发光，需要一个稳定的光源来提供均匀、高亮度的面光源才能实现其显示，几乎所有的和显示相关的面板都涉及到光源的扩散问题。目前市场上大部分LCD的光源一般分为两种方式，一是使用线光源从侧面引入，二是使用LED点光源。这两种光源都需要使用扩散膜将其扩散成均匀的面光源。扩散膜是液晶显示器背光源模组中不可缺少的光学薄膜。如何提高背光模组的亮度和均匀性并使其薄型化是目前生产企业所追求的目标和研究的热点。光学扩散是由于材料的表面或者是内部的不均匀性被打破造成的。传统的光学扩散材料根据作用机理的不同可以分为两种类型：体扩散和面扩散。体扩散是指在透明的基体中均匀的分散一定比例的具有不同折射率的无机或者是有机粒子，包括SiO2、TiO2、CaCO3等无机微粒以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA，poly(methylmethacrylate))、聚苯乙烯(PS，Polystyrene)、硅树脂等有机聚合物微粒。此种散射主要是通过聚合物基质与散射粒子的折射率不匹配来实现光散射。面扩散主要是通过一定的方法将制品的一个表面沿着某一个方向制备成凹凸不平的表面，主要的制备方法是机械方法和化学方法，利用粗糙的表面来产生光学扩散。但是体扩散的方法，存在粒子在微观尺度上难以分散均匀的问题，从而影响薄膜的光学性能；第二种面扩散的方法，存在加工工艺复杂及对设备精度要求高等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种基于聚合物分散液晶体系的光学扩散膜的制备方法，该制备方法可以使用现有光学扩散膜的加工设备与工艺，制备的光学扩散膜可以应用于液晶显示器的背光源的光扩散膜以及投影屏，有效地提高现有光学扩散膜的透过率和雾度为达到上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种基于聚合物分散液晶体系的光学扩散膜的制备方法，所述方法包括如下步骤：将可光聚合单体与所选的可光聚合单体的折射率相匹配的向列相液晶按照8:2～2:8的质量比混合，加入含量为可光聚合单体的0.1wt％～10.0wt％的光引发剂和含量为向列相液晶和可光聚合单体总质量的0.1wt％～10.0wt％的间隔粒子；搅拌均匀后将混合体系涂覆于两层PET膜中间，辊挤压成厚度均匀的薄膜，使用光照强度为1.0～100.0mW/cm2的紫外光对薄膜进行辐照1.0～25.0分钟进行聚合，形成基于聚合物分散液晶体系的光学扩散膜。进一步的，所述的可光聚合单体包括甲基丙烯酸月桂酯、二乙二醇双丙烯酸酯、2-丙烯酸十二烷基酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯和3,5,5-三甲基丙烯酸酯中的一种或多种。进一步的，紫外聚合过程的环境温度为273.0K～323.0K。进一步的，光照强度为1.0～100.0mW/cm2，紫外辐照时间为1.0～25.0分钟。进一步的，间隔粒子的粒径为5.0μm～50.0μm，聚合物薄膜的厚度为5.0μm～50.0μm。进一步的，本专利技术所使用的向列相液晶为商用向列相液晶SLC7011-100。在本专利技术中，通过改变可光聚合单体和液晶的比例以及紫外光照射强度和薄膜温度等制备条件可以改变聚合物网孔的尺寸和密度，从而可以调制薄膜的光学性能。本专利技术的优点是：提供了一种新型的光学扩散膜的制备方法，所制备的光学扩散膜的光学性能优于传统扩散片，并且光学性能可调；在光聚合单体聚合过程中可以自动形成较为均匀的微相分离结构，不需要像传统扩散片制备过程中需要采取一定的措施去避免粒子之间的团聚。光学扩散膜，是一种能够使光通过并能够有效的散射光的薄膜，本专利技术的基本思想是通过使用可光聚合单体和液晶共混，并加入一定量的光引发剂和间隔粒子，然后将混合物夹在两层高透过率塑料薄膜中制备成薄膜，或者将混合物涂覆在在单层高透过率塑料薄膜上，然后使用紫外光照射薄膜，使光聚合单体的分子间发生交联反应形成与液晶微区构成微相分离结构的高分子网络制备而成的，也就是通过使用紫外光聚合法制备高分子分散液晶薄膜的方法制备而成。由于在薄膜中高分子基体和液晶的分子间、不同取向的液晶分子间的折射率不匹配，因此薄膜呈强烈的光散射状态，使薄膜具有高透过率和高雾度，从而制得了一种全新的光学扩散片。本专利技术所用到可光聚合单体的化学结构式如下所示：为了解决上述两种类型扩散膜存在的问题，本专利技术使用一种全新的方法来制备光学扩散膜，其光学效果优于传统的光学扩散膜，并且通过改变薄膜材料组成或者控制光照强度和聚合温度等外界条件对其扩散性能进行调节，同时可以使用制造上述传统体扩散类型扩散片的现有加工设备以及简单的加工工艺进行加工。附图说明图1是本专利技术光学扩散膜的结构示意图。图2是实施例1制备的光学扩散膜材料的聚合物网络的扫描电镜图片。图3是实施例1制备的光学扩散膜材料的波长-透过率曲线。图4是实施例2制备的光学扩散膜材料的聚合物网络的扫描电镜图片。图5是实施例2制备的光学扩散膜材料的波长-透过率曲线。图6是实施例3制备的光学扩散膜材料的聚合物网络的扫描电镜图片。图7是实施例3制备的光学扩散膜材料的波长-透过率曲线。图8是实施例4制备的光学扩散膜材料的聚合物网络的扫描电镜图片。图9是实施例4制备的光学扩散膜材料的波长-透过率曲线。图10是实施例5制备的光学扩散膜材料的聚合物网络的扫描电镜图片。图11是实施例5制备的光学扩散膜材料的波长-透过率曲线。图12是本专利技术实施例的透过率雾度数据柱状图。具体实施方式下面以附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1：选取可光聚合单体为甲基丙烯酸月桂酯(折射率为1.445)和二乙二醇双丙烯酸酯(折射率为1.463)，所用液晶为向列相液晶SLC7011-100(Δn＝0.165)，其中甲基丙烯酸酯月桂酯/二乙二醇双丙烯酸酯＝40.0wt％/10.0wt％、可光聚合单体/液晶＝50.0wt％/50.0wt％、光引发剂为安息香双甲醚(加入量为可光聚合单体的3.0wt％)、间隔粒子(粒径20.0μm，加入量为向列相液晶和可光聚合单体总质量的10.0wt％)混合并搅拌均匀，涂覆于两层透明的塑料薄膜之间，用辊挤压成薄膜。在273.0K的温度下，将上述薄膜在光强度为5.0mW/cm2的紫外光下照射10.0分钟，制得光学扩散膜。制得薄膜的光透过率为88.4％，雾度为79.55％(如图12所示)。所制得薄膜的网孔结构扫描电镜图、波长透过率曲线分别如图2和图3所示。从图2可以看出，所得光学扩散膜的网孔大小均匀，网孔密度很高；从图3和图12可以看出，通过紫外光聚合，将可光聚合单体/液晶混合体系固化后制成的光学扩散薄膜，材料的光散射性能较好。实施例2：选取可光聚合单体为甲基丙烯酸月桂酯(折射率为1.445)和二乙二醇双丙烯酸酯(折射率为1.463)，所用液晶为向列相液晶SLC7011-100(Δn＝0.165)，其中甲基丙烯酸酯月桂酯/二乙二醇双丙烯酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于聚合物分散液晶体系的光学扩散膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：将可光聚合单体与所选的可光聚合单体的折射率相匹配的向列相液晶按照8:2～2:8的质量比混合，加入含量为可光聚合单体的0.1wt％～10.0wt％的光引发剂和含量为向列相液晶和可光聚合单体总质量的0.1wt％～10.0wt％的间隔粒子；搅拌均匀后将混合体系涂覆于两层PET膜中间，辊挤压成厚度均匀的薄膜，使用光照强度为1.0～100.0mW/cm

【技术特征摘要】
1.一种基于聚合物分散液晶体系的光学扩散膜的制备方法，所述方法包括以下步骤：将可光聚合单体与所选的可光聚合单体的折射率相匹配的向列相液晶按照8:2～2:8的质量比混合，加入含量为可光聚合单体的0.1wt％～10.0wt％的光引发剂和含量为向列相液晶和可光聚合单体总质量的0.1wt％～10.0wt％的间隔粒子；搅拌均匀后将混合体系涂覆于两层PET膜中间，辊挤压成厚度均匀的薄膜，使用光照强度为1.0～100.0mW/cm2的紫外光对薄膜进行辐照1.0～25.0分钟进行聚合，形成基于聚合物分散液晶体系的光学扩散膜。2.根据权利要求1所述的一种基于聚合物分散液晶体系的光学扩散膜的制备方法，其特征在于：所述的可光聚合单体包括甲基丙烯酸月桂酯、二乙二醇双丙烯酸酯、2-丙烯酸十二烷基酯、1,6-己二醇二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨槐，张翠红，房华，郭姝萌，周乐，胡威，陈梅，梁霄，黄建华，张逸，杨捷，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11