一种用于光散射膜的组合物及包括其的光散射膜制造技术

本发明专利技术提供一种用于光散射膜的组合物，由下列成分组成：树脂材料，用于形成透明的膜，并作为容纳纳米功能材料的基体；纳米功能材料，优选包括纳米硅基氧化物、纳米金属氧化物、纳米钡的化合物及各种混合物的组，粒径小于１００ｎｍ，用量为树脂材料重量的３５－１６０％；以及对比度调节材料，其选自由深色纳米无机颜料、有机颜料和染料构成的组，粒径小于１００纳米，用量为树脂材料重量的１－１０％。本发明专利技术还提供包括所述组合物的光成像膜，该膜的厚度在１０－８０μｍ之间，可以是一层或多层结构，优选２至４层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学材料领域，更具体地涉及一种用于显示终端的光散射膜。
技术介绍
大屏幕背^:显示技术正在迅速扩展，应用领域主要包括学术交流、远程教育、工业、交通、铁路、航运、航空、公安的监控和 指挥、影视放映、实况转播、广告、科技、文化信息发布和接收， 各种大小型军事演习模拟现场训练等。大屏幕、屏幕拼接墙及超大 背投显示屏幕具有很大的应用空间。投影屏幕分为正投式显示屏幕 和背投式显示屏幕。正才殳式显示屏幕(简称正投屏幕)是观众和投 影机处于同侧的屏幕，其利用屏幕表面的散射物质将光线向四周散 射。正投屏幕亮度低，对比度小，且易受环境光线的影响，只适合 在黑暗的室内观看，而且由于观众和投影机处于屏幕的同侧，如果 有人在屏幕前面进行讲解的话，将妨碍投影效果。背投影屏幕分为光学结构型背投影屏幕和散射型背投影屏幕 两大类。光学型背投影屏幕又称为专业型背投影屏幕或微结构光学 型背投影屏幕。光学型背投影屏幕指的是利用微细光学结构来完成 光能分布、实现屏幕功能的这一类屏幕。而散射型背投影屏幕指的 是利用微细粒子对光的散射作用来完成光能分布、实现屏幕功能的这一类屏幕。光学型背投影屏幕通常包括菲涅尔透镜、柱面镜、黑条紋(光散射层)。菲涅尔透4竟是所有光学型背才殳幕都有的单元， 其作用是将投影光变成平行光。柱面镜完成投影光在水平方向和垂 直方向上的光能分布。黑条紋(光散射层)提高屏幕显示的对比度。 从理论上讲，投影光能在通过光学型背投影屏幕时，光能的损失仅 仅是投影光能在入射面的反射，这就是光学型背投影屏幕能够提高 增益的根本原因。对于散射型背投影屏幕，光线通过和绕过粒子时，粒子对光线 的折射和绕射造成光线的散射。散射幕表面没有微细光学结构，通 过光散射膜中的粒子散射能力来完成对光能的分布。 一般认为，随 着散射粒子体积的减小和浓度的增加，散射能力增强，投影光能分 布更加均匀。但更多的光线发生后向散射，被多次折射后返回了入 射表面，当散射粒子的体积减小、浓度增加到一定程度时，投影光 被全部挡回入射面，这时的屏幕就完全丧失背投影屏幕功能了。从 以上的分析可知，散射型屏幕中的散射粒子对光线在2TT立体空间 内均等散射，因此在有效区间内的光能分布减弱，在相同4见角内，屏幕增益降低；另外，由于投影光进入散射屏幕的主方向不一致，造成屏幕中间亮、边缘暗，形成中心亮斑(太阳效应)。因此，人们倾向性地认为这些粒子材料的粒径不能过小，优选在80纳米以 上。另外现有冲支术中对这些所谓纳米材^"的添加量4艮有限，通常小 于成膜树脂重量的20% ，请参见CN1641478A。近年来，为了解决传统的结构屏幕(例如菲涅耳透镜幕)存在 的技术复杂和高成本问题，尤其为了克服因此造成的对成像装置大 尺寸化的限制，人们越来越多地将超细粉体乃至纳米颗粒材料运用 于光学成像装置的制造。例如，披露于US52，378，252、CN 1428649A、 和CN 1428649A中的微珠型屏幕，包括透光基板、涂布在基板上的 树脂膜、以及散布在该膜中的多个折光小球体。该折光小^求体可以 是玻璃d、球体、天然树脂d、球体或合成树脂(例如聚曱基丙烯酸甲酉旨)小球体，小球体的直径因屏幕本身的大小而异， 一般在3pm至若干 mm范围之间。4皮露于^〉开号为CN1641478A的中国专利申i青中的光成<象功 能膜(光散射膜)，由重量比65 -98°/。的主体材料、1-20%的纳米 微粒和1 -30%的助剂制成，所述主体材料包括聚乙烯、聚氯乙烯、 聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺和聚氨酯，纳米微粒为Ti02、 Ti02/Si02、氧化铁、云母、Ti02/云母、铝4艮粉等。公开号为 CN1392163A的中国专利申请4皮露了 一种纳米型冲殳影显示屏材料， 其中纳米粉体的含量在10%以下。但是，这些屏幕皆不能做到对比 度、亮度和清晰度的良好统一或者平衡，在显示效果上尚不及菲涅 耳透镜型屏幕。由于现有的背投屏幕存在着上述诸如亮度、视角、清晰度以及 价格方面的诸多缺陷，现在的家用背投正在被液晶电视所替代。但 是，在诸多的要求大尺寸化屏幕的领域，例如学术交流、学校教学、 公共信息发布、户外广告等，是液晶技术所不能替代的。因为，随 着尺寸的增大，液晶屏的造价将猛烈提升。因此，仍然需要对背投 屏幕显示技术进行改进，尤其是需要探索适于大尺寸化背投屏幕的 生产技术。并且需要一种新的用于背投屏幕的光散射膜以及制造该 光散射膜的组合物。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于光散射膜的组合物，以及用 于制造背投屏幕的光散射膜，以促进包括该光散射膜的背投屏幕在 亮度、对比度和清晰度之间的平衡。本专利技术提供的用于光散射膜的组合物由下列成分构成树脂材 料，用于形成膜，并作为容纳纳米功能材料的基体；纳米功能材料， 粒径小于100nm，用量为树脂材料重量的35-150%;以及对比度调节材料，其选自由深色纳米无机颜料或有机颜料或染料构成的组，沣立径小于100纳米，用量为树脂材4牛重量的1-10%。在本专利技术提供的用千光散射膜的组合物中，所迷纳来功能材料的用量为所述树脂材料重量的35 - 100%，进一步优选60-90%。在本专利技术提供的用于光散射膜的组合物中，所述纳米功能材料 选自由纳米石圭基氧化物、纳米氧化铝、納米氧化锆、纳米氧化镧、 纳米氧化钬、纳米氧化锌、纳米氧化铈、纳米氧化鴒、纳米氧化钽、 纳米钡化合物、纳米氧化钇或其混合物构成的组。其粒径为20-80nm,优选20-60nm，更优选20-40腦。在本专利技术提供的用于光散射膜的组合物中，所述对比度调节材 料选自由氧化镍、铬黑、铁黑、钴黑、石墨、碳黑、黑色云母铁矿、 苯胺黑、蒽醌黑、普鲁士蓝、群青蓝、钴蓝、酞菁、铜酞菁和阴丹 酮构成的组。优选为纳米无机颜料，优选碳黑，粒径小于60纳米， ^尤选小于40纟内米。在根据本专利技术的组合物的一个具体实施方式中，所述纳米功能 材料尤其包括石圭基氧化物，所述纳米石圭基氧化物的比表面积大于 700m2/g,用量为树脂材料重量的5-35%。在本专利技术提供的用于光散射膜的组合物中，所述纳米功能材料 包4舌钡的〗匕合物，其选自由氧化钡、 -嶙酸钡、 >碳酸钡、石克酸钡、硬_ 月旨酸钡或其混合物构成的组。在才艮据本专利技术的组合物的 一个具体实施方式中，所述纳米功能 材料由纳米硅基氧化物和钡的化合物组成。在才艮据本专利技术的组合物的另一个具体实施方式中，所述用于光 散射膜的组合物由下列组成可固化油墨，用于形成膜，并作为容 纳纳米功能材料的基体，所述可固化油墨为光固化油墨或热固化油 墨；纳米功能材料，粒径小于100nm,用量为树脂材料重量的35-150%;以及只寸比度调节才才冲牛，其为;果色纳米无才几颜冲牛或有才几颜并十或染 料，粒径小于80纳米，用量为树脂材料重量的1-10%。在一优选的具体实施方式中，所迷纳来功能材料由纳来硅基氣 化物和纳米钡化合物构成，所述硅基氧化物的粒径为20-80nm，优 选为20 - 60nm,更优选20 - 40nm,用量为树脂材料重量的5-35 % ， 优选10-30%;所述钡化合物的粒径在80纳米以下，其与所述纳米 硅基氧化物的用量之和为所述树脂材料重量的35-150%。其中，所 述对比度调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光散射膜的组合物，由下列成分构成：　　　　树脂材料，用于形成膜，并作为容纳纳米功能材料的基体；　　　　纳米功能材料，粒径小于１００ｎｍ，用量为树脂材料重量的３５－１５０％；以及　　　　对比度调节材料，其选自由深色纳米无机颜料或有机颜料或染料构成的组，粒径小于１００纳米，用量为树脂材料重量的１－１０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟家湘，刘艳秋，古道川，
申请(专利权)人：北京传世唯信科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]