一种防眩抗反射光学膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种防眩抗反射光学膜及其制备方法和应用，包括一个透明支持体以及至少涂在透明支持体一面上的防眩抗反射硬涂膜涂层，该涂层包含低折射率材料和高折射材料，两种材料之间的折射率差异为0.01以上，表面能差异为4mN/m以上。低折射率材料包含氟硅化合物修饰的中空二氧化硅粒子、氟化丙烯酸酯，折射率为1.10～1.45。高折射材料包括包含高折射率UV固化树脂和活性稀释剂、高折射率透明性微粒，高折射率材料折射率为1.46～2.00。本发明专利技术采用一次涂布法形成防眩抗反射光学膜，同时具有防污和防划伤性能，且具有高清晰度，可应用于各类平板显示器偏光板或显示屏表面防护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于各类平板显示器偏光板或显示屏表面防护的防眩抗反射光学膜及其制备方法。
技术介绍
近年来，各种新型平板显示（LCD、OLED、EL、PDP）技术和产品发展迅速，平板显示产业已经成为信息产业的重要组成部分，平板显示行业和市场正在全球范围内快速增长。各种平板显示器外表面反射周围强光或者内部产生的强光射入人眼，容易引起刺眼模糊，无法清晰地阅读显示屏幕内容，长期在这些恶劣环境中观看显示屏或透明面板，极易造成视线疲劳，给人眼带来伤害。为避免平板显示器内部产生的强光影响，可在在显示屏上进行粗糙化防眩处理（Anti-Glare），降低眩光，提高画质清晰度；为控制外界杂乱的反射光，在屏幕保护膜上进行可使光扩散的反强光（Anti-Glare）处理，或进行可削弱反射光的强度的反反射光（Anti-Reflection）处理。Anti-Glare处理的原理是在显示屏表面覆盖一层具有微细的凹凸状结构，使照射至屏幕表面的光线发生内部扩散（折射）或外部扩散（漫反射），使得原本会直接反射至人眼的光线分散开来而到达抗眩光的效果；Anti-Reflection处理的则是采用多层涂覆设计实现光学干涉来降低反射光的强度，提高透过率和对比度，不会产生透过光的散射，也不会降低像素的分辨率。在现有的技术中，常常采用单一的Anti-Glare处理技术或Anti-Reflection处理技术来避免强光对人眼造成的伤害，或是分别采用Anti-Glare处理技术和Anti-Reflection处理技术多次涂布或设置多层结构来实现减弱强光对人眼的伤害。前者采用单一的技术不能有效地控制光线的反射或扩散方向而真正实现防止强光对人眼的伤害；后者将两种技术结合起来使用能最大效率地控制光线方向，使得达到人眼的光线大大减弱，但是采用多次涂布方法，使得生产工艺繁琐，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有优异防眩性能的防眩抗反射光学膜，该光学膜还具有抗反射效果和防污效果。本专利技术的目的在于提供上述防眩抗反射光学膜的制备方法。本专利技术的目的还在于提供上述防眩抗反射光学膜在液晶显示器偏光板或显示屏表面防护的应用。该防眩抗反射光学膜经背面涂布安装胶，并复合离型膜，即可用于平板显示器件的屏幕以及触摸屏等的防护应用。本专利技术利用表面能势能差异，在沉积时会出现高低折射率材料分层现象而实现光学干涉，同时涂层中含有防眩粒子，会使光在涂层表面发生扩散，使得表面具有防眩抗反射功能；并且，本专利技术采用一次涂布的方法，简化了生产工艺，降低了成本。本专利技术的技术方案在于：它包括一个透明支持体以及至少涂在透明支持体一面上的防眩抗反射硬涂膜涂层，涂层厚度在2~10μm之间，优选3~8μm。防眩抗反射硬涂膜涂层包含：折射率为1.10～1.45的低折射材料，折射率为1.46～2.00的高折射材料；其中，两种材料之间的折射率差异为0.01以上，表面能差异为4mN/m以上；所述的防眩抗反射硬涂膜涂层中低折射材料与高折射材料均为UV固化材料，重量比为1/9~9/1。高低折射率材料由于表面能差异产生相分离成一层或多层，其中氟化丙烯酸酯和氟硅化合物修饰的中空二氧化硅粒子在膜厚度方向上具有分布梯度，实现一次涂布法就具备抗反射性能。具体而言，低表面能的低折射率材料向高表面能的高折射率表面沉积而分层，从而形成折射率有差异的多层结构。本专利技术所述的低折射率材料为氟硅化合物修饰的中空二氧化硅粒子、氟化丙烯酸酯中的一种或其混合物，表面能为10～25mN/m，所述中空二氧化硅粒子粒径在0.5～100nm。中空二氧化硅粒子可以市购得到，例如德固赛公司、日产化学工业、触媒化成工业、Gaematech等公司产品。氟硅化合物修饰的中空二氧化硅粒子重量数，氟硅化合物含量在5～40%之间，氟硅化合物修饰中空二氧化硅，采用现有技术即业内熟知的溶胶-凝胶方法。氟化丙烯酸酯可以市购得到，例如日本大金、DIC和合成树脂等公司产品。本专利技术所述的高折射率材料为高折射率UV固化树脂、高折射率透明微粒、高折射率活性稀释剂中的一种或其混合物，表面能为29～40mN/m。本专利技术所述的高折射率UV固化树脂折射率优选1.54～1.80；所述高折射率UV固化树脂为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯中的一种或多种。所述高折射率紫外光固化树脂的折射率在1.50～2.00，优选1.54～1.80，表面能为29～40mN/m。为保证涂层硬度，紫外光固化树脂的官能团要求在2~10之间。紫外光固化树脂可以市购得到，例如美国沙多玛、美国湛新、台湾长兴化学、日本合成化学等公司产品。本专利技术所述高折射率透明微粒为防眩微粒，起到防眩性能。粒径在0.2～10μm，优选2～8μm之间，折射率在1.46～2.00，优选1.54～1.80。所述防眩粒子为有机微粒，与有机溶剂和树脂相容性好，涂布固化后涂层具有高解析度，提高画面清晰度。有机微粒为聚甲基丙烯酸甲酯树脂微粒、聚苯乙烯树脂微粒、丙烯酸苯乙烯树脂微粒、硅酮树脂微粒、三聚氰胺树脂微粒、聚烯烃树脂微粒、聚酯树脂微粒、聚酰亚胺树脂微粒、聚酰胺树脂微粒等有机聚合物微粒中的一种或多种。这些有机微粒可单独使用，也可两种或者以上进行混合使用。本专利技术所提供的有机防眩粒子可以市购得到，例如选自积水化成、综研化学等公司产品。且微粒平均粒径与防眩硬涂膜涂层总厚度之比在0.6~1.5之间时，在光学膜中引起较好的防眩效果。比例低于0.6，粒子埋入涂层，无法起到防眩作用；比例高于1.5，粒子裸露过多，引起白点，影响透光率。涂层配方中相比于涂料的总量，所用防眩粒子含量为1~40%，可控制光学膜表面光泽度在90%以内。涂层配方中粒子含量高于40%，则体系过于粘稠，涂布不均，且容易引起微粒团聚；含量低于1%，无法起到防眩作用。本专利技术所述高折射率活性稀释剂为（4）乙基化壬基苯酚丙烯酸酯、二季戊四醇五/六丙烯酸酯、烷氧化壬基苯酚丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种；所述高折射率活性稀释剂折射率在1.46～2.00，表面能为29～40mN/m。高折射率活性稀释剂，可以调节涂层折射率和表面张力，可以市购得到，例如美国沙多玛、美国湛新、台湾长兴化学、日本合成化学等公司产品。本专利技术中使用的透明基材没有特别的限定，可以从作为现有的光学使用的塑料薄膜中选择使用。透明基材优选可见光的透光率出色（优选透光率为90%以上）且透明性出色的材料（优选薄膜雾度值为1%以下）。作为这种塑料薄膜的例子包括：如聚对苯二甲酸乙二酯，如聚对苯二甲酸丁二酯和聚萘二甲酸亚乙酯薄膜，聚乙烯薄膜，聚丙烯薄膜，玻璃纸，二乙酰基纤维素薄膜，三乙酰基纤维素薄膜，丁酸乙酰基纤维素薄膜，聚氯乙烯薄膜，聚偏氯乙烯薄膜，聚乙烯醇薄膜，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物薄膜，聚苯乙烯薄膜，聚碳酸酯薄膜，聚甲基戊烯薄膜，聚砜薄膜，聚醚醚酮薄膜，聚醚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜，氟树脂薄膜，聚酰胺薄膜。优选聚对苯二甲酸丁二酯薄膜和聚碳酸酯薄膜对透明基材的厚度没有特别的限制，可根据情况进行适当选择。通常所述厚度在10～500μm之间，优选在20～300μm的范围内，最优选在30～200μm的范围内。当需要时，可以通过对透明基材的一个或两个表面进行处理，以便增强与表面上各层的粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防眩抗反射光学膜，其特征在于：它包括一个透明支持体以及至少涂在透明支持体一面上的防眩抗反射硬涂膜涂层，防眩抗反射硬涂膜涂层包含：折射率为1.10～1.45的低折射材料，折射率为1.46～2.00的高折射材料；其中，两种材料之间的折射率差异为0.01以上，表面能差异为4mN/m以上；所述的防眩抗反射硬涂膜涂层中低折射材料与高折射材料均为UV固化材料，重量比为1/9~9/1。

【技术特征摘要】
1.一种防眩抗反射光学膜，其特征在于：它包括一个透明支持体以及至少涂在透明支持体一面上的防眩抗反射硬涂膜涂层，防眩抗反射硬涂膜涂层包含：折射率为1.10～1.45的低折射材料，折射率为1.46～2.00的高折射材料；其中，两种材料之间的折射率差异为0.01以上，表面能差异为4mN/m以上；所述的防眩抗反射硬涂膜涂层中低折射材料与高折射材料均为UV固化材料，重量比为1/9~9/1。2.根据权利要求1所述的防眩抗反射光学膜，其特征在于：所述的低折射率材料为氟硅化合物修饰的中空二氧化硅粒子、氟化丙烯酸酯中的一种或其混合物，表面能为10～25mN/m，所述中空二氧化硅粒子粒径在0.5～100nm。3.根据权利要求1所述的防眩抗反射光学膜，其特征在于：所述的高折射率材料为高折射率UV固化树脂、高折射率透明微粒、高折射率活性稀释剂中的一种或其混合物，表面能为29～40mN/m。4.根据权利要求3所述防眩抗反射光学膜，其特征在于：所述的高折射率UV固化树脂折射率优选1.54～1.80；所述高折射率UV固化树脂为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯或聚酯丙烯酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的防眩抗反射光学膜，其特征在于：所述高折射率透明微粒为防眩微粒，粒径在0.2～10μm，优选2～8μm之间，折射率在1.46～2.00，优选1.54～1.80，为聚甲基丙烯酸甲酯树脂微粒、聚苯乙烯树脂微粒、丙烯酸苯乙烯树脂微粒、硅酮树脂微粒、三聚氰胺树脂微粒、聚烯烃树脂微粒、聚酯树脂微粒、聚酰亚胺树脂微粒、聚酰胺树脂微粒等有机聚合物微粒中的一种或多种。6.根据权利要求3所述的防眩抗反射光学膜，其特征在于：所述高折射率活性稀释剂为（4）乙基化壬基苯酚丙烯酸酯、二季戊四醇五/六丙烯酸酯、烷氧化壬基苯酚丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或多种；所述高折射率活性稀释剂折射率在1.46～2.00，表面能为29～40mN/m。7.根据权利要求1-6所述的防眩抗反射光学膜，其特征在于：所述防眩抗反射硬涂膜涂层的涂布液配方如下：低折射材料氟硅化合物修饰的中空二氧化硅粒子1~20重量份氟化丙烯酸酯10~90重量份高折射材料高折射率UV固化树脂5~90重量份高折射率活性稀释剂0~80重量份高折射率透明微粒1~40重量份光引发剂1~10重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨柱，袁东芝，邓康清，夏萍，龚露露，夏奎，张宏元，刘振宇，
申请(专利权)人：湖北航天化学技术研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42