CN112694845A - 屏幕保护膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种屏幕保护膜及其制备方法,涉及显示材料技术领域。上述屏幕保护膜的基材层为延迟量为5000nm~20000nm的聚酯膜,由于聚酯膜在不同的移动方向、宽度方向和厚度方向具有不同的折射率,因此在斜向观察时,有时会产生同心圆状的彩虹纹色斑而影响观察效果。本发明通过控制聚酯膜的延迟量为5000nm~20000nm,增大聚酯膜的面内双折射,减弱了基于观察角度的延迟变化,使得在可视角度内观察不到明显的彩虹纹出现,有效的减少了聚酯膜基材本身的彩虹纹现象。
Description
技术领域
本发明涉及显示材料技术领域,尤其是涉及一种屏幕保护膜及其制备方法。
背景技术
近年来,显示技术有着飞速的发展,一方面显示屏幕的尺寸逐渐增大,同时显示清晰度也明显提升。从早期较低的分辨率发展到480P分辨率,然后到720P分辨率,再到1080P分辨率,乃至如今的4K甚至8K分辨率。而随着显示技术的提升,人们对于显示效果的要求也逐渐提高。
屏幕保护膜贴于手机、平板等显示设备的表面,起到保护屏幕的作用。但由于屏幕保护膜和原生显示屏幕的光学性能不同,屏幕保护膜会对显示效果产生一定影响。因而为了体现出显示屏幕的质量与效果,需要屏幕保护膜具有高清晰度与低彩虹纹。
目前,屏幕保护膜的主要材质为PET。半结晶性的BOPET膜经由双向拉伸的工艺,分子链在不同的方向上取向产生彩虹纹现象,进而导致透光性降低影响显示效果。
因此,研究开发出一种具有低彩虹纹效果的屏幕保护膜,以缓解现有屏幕保护膜的彩虹纹现象导致的透光性降低问题,变得十分必要和迫切。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种屏幕保护膜,该屏幕保护膜通过控制聚酯膜的延迟量为5000nm~20000nm,进而增大了聚酯膜的面内双折射,减弱了基于观察角度的延迟变化,使得在可视角度内观察不到明显的彩虹纹出现,有效的减少了聚酯膜基材本身的彩虹纹现象。
本发明的第二目的在于提供一种上述屏幕保护膜的制备方法。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
本发明提供的一种屏幕保护膜,所述屏幕保护膜包含基材层,所述基材层包括延迟量为5000nm~20000nm的聚酯膜。
进一步的,所述屏幕保护膜还包括硬化层、压敏硅胶层和离型保护层。
进一步的,所述压敏硅胶层复合在离型保护层上;
所述基材层复合于压敏硅胶层上;
所述硬化层复合于基材层上。
进一步的,所述基材层主要由聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚萘二甲酸乙二醇酯制得;
优选地,所述基材层由聚对苯二甲酸乙二醇酯制得;
优选地,所述基材层的透光率为88%~92%,雾度为0.2%~3.0%。
进一步的,所述硬化层的硬化涂布液主要由涂料和高折射纳米粒子制得;
优选地,所述涂料包括水性聚氨酯、丙烯酸酯和环氧聚酯中的至少一种;
优选地,所述高折射纳米粒子包括二氧化锆、三氧化二铝、二氧化钛、氧化锌与氧化锑中的至少一种;
优选地,所述硬化层的折射率为1.40~1.58,硬度为2H~3H。
进一步的,所述压敏硅胶层的硅胶涂布液主要由有机聚硅氧烷,硅烷偶联剂,有机氢聚硅氧烷和铂金络合物催化剂制得;
优选地,所述压敏硅胶层的透光率为85%~93%,雾度为0.2%~3.0%。
进一步的,所述离型保护层包括PET,PC,PMMA和COP中的一种;
优选地,所述离型保护层在150℃环境下热收缩率0~1%。
进一步的,所述硬化层的厚度为500nm~5μm;
所述基材层的厚度为40μm~188μm;
所述压敏硅胶层的厚度为10μm~40μm;
所述离型保护层的厚度为30μm~100μm。
本发明提供的一种上述屏幕保护膜的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
提供延迟量为5000nm~20000nm的聚酯膜作为基材层,将硬化涂布液涂布于基材层上经交联热固化形成硬化层;然后将硅胶涂布液涂布于基材层下方经熟化形成压敏硅胶层;随后将离型保护层贴合于压敏硅胶层下方,制得屏幕保护膜。
进一步的,所述硬化涂布液进行交联热固化的温度为80~110℃;
优选地,所述硅胶涂布液熟化的温度为80~110℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明提供的屏幕保护膜,该屏幕保护膜的基材层为延迟量为5000nm~20000nm的聚酯膜,由于聚酯膜在沿移动方向、宽度方向和厚度方向具有不同的折射率,因此在斜向观察时,有时会产生同心圆状的彩虹纹色斑而影响观察效果。本发明通过控制聚酯膜的延迟量为5000nm~20000nm,增大聚酯膜的面内双折射,减弱了基于观察角度的延迟变化,使得在可视角度内观察不到明显的彩虹纹出现,有效的减少了聚酯膜基材本身的彩虹纹现象。
本发明提供的屏幕保护膜的制备方法,该制备方法首先提供延迟量为5000nm~20000nm的聚酯膜作为基材层,并将硬化涂布液涂布于基材层上经交联热固化形成硬化层;然后将硅胶涂布液涂布于基材层下方经熟化形成压敏硅胶层;随后将离型保护层贴合于压敏硅胶层下方,制得屏幕保护膜。上述制备方法具有加工工艺简单,易于操作的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的屏幕保护膜的结构示意图。
图标:11-基材层;12-硬化层;13-压敏硅胶层;14-离型保护层。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一个方面,一种屏幕保护膜,所述屏幕保护膜包含基材层11,所述基材层11包括延迟量为5000nm~20000nm的聚酯膜。
本发明提供的屏幕保护膜,该屏幕保护膜的基材层11为延迟量为5000nm~20000nm的聚酯膜,由于聚酯膜在沿移动方向、宽度方向和厚度方向具有不同的折射率,因此在斜向观察时,有时会产生同心圆状的彩虹纹色斑而影响观察效果。本发明通过控制聚酯膜的延迟量为5000nm~20000nm,增大聚酯膜的面内双折射,减弱了基于观察角度的延迟变化,使得在可视角度内观察不到明显的彩虹纹出现,有效的减少了聚酯膜基材本身的彩虹纹现象。
进一步的,所述基材层11的延迟量为5000nm~20000nm,优选为6000nm~17000nm,更优选为8000nm~15000nm。
在本发明的一种优选实施方式中,所述屏幕保护膜还包括硬化层12、压敏硅胶层13和离型保护层14。
在上述优选实施方式中,所述压敏硅胶层13复合在离型保护层14上;
所述基材层11复合于压敏硅胶层13上;
所述硬化层12复合于基材层11上。
在本发明的一种优选实施方式中,所述基材层11主要由聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚萘二甲酸乙二醇酯制得;
在上述优选实施方式中,所述基材层11由聚对苯二甲酸乙二醇酯制得;
作为一种优选的实施方式,上述聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯均具有优异的光学性能和机械性能,其中聚对苯二甲酸乙二醇酯固有的双折射效应更大,更容易实现对延迟量的控制。
在本发明的一种优选实施方式中,所述基材层11的上表面和下表面进行电晕处理或底涂处理,通过电晕的方式提高光学匹配硬化层12和基材层11的附着力。
在上述优选实施方式中,所述基材层11的透光率为88%~92%,雾度为0.2%~3.0%。
在本发明的一种优选实施方式中,所述基材层11采用双向拉伸的聚酯膜,为了将延迟量控制在相应的范围内,优选控制纵向拉伸和横向拉伸的倍率。通过增大将纵向拉伸和横向拉伸倍率的差值,可以有效的提高延迟量。具体而言,纵向拉伸的倍率为1.0~2.5倍,优选为1.0~2.0倍。更优选为1.0~1.5倍;横向拉伸的倍率为3.0~5.0倍,优选为3.5~4.5倍,更优选为3.8~4.3倍。
在本发明的一种优选实施方式中,为了抑制聚酯膜延迟量的变化,优选控制聚酯膜的均匀度。本发明所述作为基材层11的聚酯膜的厚度不均匀小于5%,优选小于4%,更优选小于3%。为了实现聚酯膜厚度的均匀性,优选控制纵向拉伸和横向拉伸时的温度。具体而言,纵向拉伸温度为80~120℃,优选为90~115℃;横向拉伸温度为100~140℃,优选为110~130℃。
在本发明的一种优选实施方式中,在增大将纵向拉伸和横向拉伸倍率的差值后,聚酯膜在纵向的机械强度会有所下降。为了满足后续的收卷及加工要求,本发明所述作为基材层11的聚酯膜的纵向拉伸模量为100~150MPa,横向拉伸模量为200-280MPa。纵向拉伸强度与横向拉伸强度之比为0.36~0.75。
在本发明的一种优选实施方式中,为了提高聚酯膜的机械强度,优选控制聚酯膜的拉伸速度。具体而言,横向拉伸速度为300%/分钟~700%/分钟,优选350%/分钟~650%/分钟。此外,通过提高热处理温度,使聚酯膜部分结晶,也能提高膜的机械强度。具体而言,连续热处理温度为160~240℃,优选为180~230℃。
在本发明的一种优选实施方式中,所述硬化层12的硬化涂布液主要由涂料和高折射纳米粒子制得;
作为一种优选的实施方式,上述硬化涂布液涂覆于基材层11上表面,起到保护基材层11的作用,实现屏幕保护膜应具有的抗刮性能。同时,通过调节硬化层12的折射率与基材层11相匹配,可以降低涂布硬化后引起的彩虹纹加深。
具体而言,使用公知的涂布硬化液的方法,包括但不限于:逆转辊涂布法、凹版涂布法、吻合涂布法、气刀涂布法、金属丝棒涂法、管子刮刀法等,可以单独或组合使用上述方法。
在本发明的一种优选实施方式中,所述涂料包括水性聚氨酯、丙烯酸酯和环氧聚酯中的至少一种;
在本发明的一种优选实施方式中,所述高折射纳米粒子包括二氧化锆、三氧化二铝、二氧化钛、氧化锌与氧化锑中的至少一种;
作为一种优选的实施方式,为了分别将硬化层12的折射率控制在上述范围内,在硬化层12用硬化液中加入高折射纳米粒子。在不影响硬化层12透光性能的情况下,添加高折射纳米粒子可以有效提高硬化层12的折射率。
优选地,所述高折射纳米粒子的粒径为5nm~100nm,优选为5nm~40nm,所用高折射纳米粒子的添加量为1%~15%。
在本发明的一种优选实施方式中,所述硬化层12的折射率为1.40~1.58,硬度为2H~3H,所述硬化层12位于屏幕保护膜的最外层,需要具有足够的抗刮性能。
在本发明的一种优选实施方式中,所述压敏硅胶层13的硅胶涂布液主要由有机聚硅氧烷,硅烷偶联剂,有机氢聚硅氧烷和铂金络合物催化剂制得;
作为一种优选的实施方式,上述压敏硅胶层13涂覆与基材层11下表面,所述压敏硅胶层13具有自动排气快、吸附性好、透光率高、使用寿命长等特点,能快速平整的贴合于显示设备的屏幕上。
进一步的,所述压敏硅胶层13的材质选自硅胶、亚克力胶、聚乙烯醇胶等,优选为硅胶。
进一步的,所述压敏硅胶层13的原料包括且不限于有机聚硅氧烷,硅烷偶联剂,有机氢聚硅氧烷、铂金络合物催化剂。具体而言,所用压敏硅胶层13中各成分的重量含量如下:有机聚硅氧烷80~100份,硅烷偶联剂0.5~1份,有机氢聚硅氧烷0~1.5份,铂金络合物催化剂0.5~1.5份。
在本发明的一种优选实施方式中,所述压敏硅胶层13的透光率为85%~93%,雾度为0.2%~3.0%。
在本发明的一种优选实施方式中,上述压敏硅胶层13与显示设备屏幕的贴合撕离力大于15g,剥离力为50~300g。
作为一种优选的实施方式,为了便于本发明所述低彩虹纹屏幕保护膜在显示设备屏幕上的安装和替换,需要将压敏硅胶层13的粘力控制在合适的范围内。粘力过小,则难以保证在长时间使用后不发生脱落。粘力过大,则在更换屏幕保护膜时难以撕离。具体而言,所述压敏硅胶层13与显示设备屏幕的贴合撕离力大于15g,剥离力为50~300g。
在本发明的一种优选实施方式中,所述离型保护层14包括PET,PC,PMMA和COP中的一种;
作为一种优选的实施方式,为了便于本发明所述低彩虹纹屏幕保护膜在显示设备屏幕上的安装,上述离型保护层14贴合在所述压敏硅胶层13上,起到与压敏硅胶层13保持防粘隔离的作用。本发明所述离型保护层14具有良好的剥离性,且剥离后不会对压敏硅胶层13造成破坏。
优选地,所述离型保护层14在150℃环境下热收缩率0~1%。
在本发明的一种优选实施方式中,所述硬化层12的厚度为500nm~5μm;
所述基材层11的厚度为40μm~188μm;
所述压敏硅胶层13的厚度为10μm~40μm;
所述离型保护层14的厚度为30μm~100μm。
根据本发明的一个方面,一种上述屏幕保护膜的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
提供延迟量为5000nm~20000nm的聚酯膜作为基材层11,将硬化涂布液涂布于基材层11上经交联热固化形成硬化层12;然后将硅胶涂布液涂布于基材层11下方经熟化形成压敏硅胶层13;随后将离型保护层14贴合于压敏硅胶层13下方,制得屏幕保护膜。
本发明提供的屏幕保护膜的制备方法,该制备方法首先提供延迟量为5000nm~20000nm的聚酯膜作为基材层11,并将硬化涂布液涂布于基材层11上经交联热固化形成硬化层12;然后将硅胶涂布液涂布于基材层11下方经熟化形成压敏硅胶层13;随后将离型保护层14贴合于压敏硅胶层13下方,制得屏幕保护膜。上述制备方法具有加工工艺简单,易于操作的优势。
在本发明的一种优选实施方式中,所述硬化涂布液进行交联热固化的温度为80~110℃;
优选地,所述硅胶涂布液熟化的温度为80~110℃。
下面将结合实施例和对比例对本发明的技术方案进行进一步地说明。
实施例1
如图1所示,一种屏幕保护膜,所述屏幕保护膜的制备方法包括以下步骤:
(1)、将作为基材层11用的聚对苯二甲酸乙二醇酯在130℃下真空干燥后,于挤出机中280℃熔融。依据设定的厚度为,经计量泵精确计量后,再从唇口模头挤出,在40℃的冷却辊上铸片,得到未拉伸膜。将未拉伸膜利用加热的辊组及红外线加热器加热到80~120℃,利用存在圆周速度差的辊组沿纵向拉伸1.5倍。之后,将纵拉后的膜导入拉幅机拉,一边用夹钳把持膜的端部,一边导入温度100~140℃的预热箱,横向拉伸为4.0倍。再于160~240℃的温度下热处理,冷却收卷得到厚度为100μm的基材层11;
所述基材层11聚酯膜的延迟量为11700nm;
(2)、将90份的水性聚氨酯涂料与10份的二氧化钛混合均匀,形成硬化层12用涂布液,再将涂布液涂布在基材层11上表面,并在干燥箱(80~110℃)中烘干,冷却到室温,得到高折射率硬化层12的涂层。所得高折射率硬化层12的折射率为1.53,厚度为3μm。
(3)、将80份的有机聚硅氧烷,0.5份的硅烷偶联剂,0.5份的有机氢聚硅氧烷,0.5份的铂金络合物催化剂溶解于溶剂中,混合均匀形成涂布液。再将涂布液涂布在基材层11下表面,并在干燥箱(80~110℃)中烘干,冷却到室温,得到压敏硅胶层13。
(4)、将厚度为50μm的离型保护层14贴合与压敏硅胶层13,得到屏幕保护膜。
实施例2
本实施例除步骤(1)中基材层11的厚度为50μm外,其余同实施例1;所述基材层11聚酯膜的延迟量为6122nm。
实施例3
本实施例除步骤(1)中基材层11的厚度为150μm外,其余同实施例1;
所述基材层11聚酯膜的延迟量为16390nm。
实施例4
本实施例除步骤(2)中的硬化层12用涂布液由80份的水性聚氨酯涂料与20份的高折射纳米粒子混合均匀制得外,其余同实施例1。
对比例1
本实施例除步骤(1)中基材层11所用未拉伸膜沿纵向拉伸2.0倍,沿横向拉伸4.0倍,得到基材层11的厚度为100μm外,其余同实施例1;
所述基材层11聚酯膜的延迟量为4947nm。
对比例2
本实施例除步骤(1)中基材层11所用未拉伸膜沿纵向拉伸3.0倍,沿横向拉伸4.0倍,得到基材层11的厚度为100μm外,其余同实施例1;
所述基材层11聚酯膜的延迟量为1820nm。
对比例3
本实施例除步骤(2)中的硬化层12用涂布液由80份的水性聚氨酯涂料与20份的高折射纳米粒子混合均匀制得外,其余同对比例1。
实验例1
将本发明实施例1~4以及对比例1~3制备得到的低彩虹纹屏幕保护膜裁切成5cm×5cm尺寸的结构,进行各项光学性能的测试和力学性能的测试。测试项目如下:
(1)折射率和平均厚度
采用美国FILMETRICS公司,型号为F20的薄膜分析仪进行测试。
(2)透光率和雾度
采用美国的HunterLab分光测色仪ColorQuest XE分光测色仪进行反射率和透光率的测试。反射率越低越好。透光率越高越好。
(3)延迟量
采用日本爱宕社制阿贝折射仪-M1测试基材层11所用聚酯膜的面内正交双轴折射率Nx和Ny。利用前述双轴折射率差的绝对值|Nx-Ny|和膜厚度的乘积得到延迟量。
(4)彩虹纹观测
在黑色玻璃上铺满一层蒸馏水,将本发明所述屏幕保护膜紧贴在玻璃上,放在阳光下或者在D65光源照射下,从正面及斜向方向目视观察,记录如下几个等级:
0级:从斜向方向观察到极淡的彩虹纹;
1级:从斜向方向观察到明显的彩虹纹;
2级:从斜向方向观察到强烈的彩虹纹。
(5)铅笔硬度
采用DD-3086电动铅笔硬度计进行测试涂层的机械强度的大,HG/T4249-2012《光学功能膜表面硬化膜硬度测试方法》标准。铅笔硬度:型号6B是最软的,型号6H是最硬的,即1B—6B硬度依次降低,1H—6H硬度依次递增。
具体各实施方式彩虹纹的观察结果如下表所示:
由上述实验结果可知,本发明提供的低彩虹纹屏幕保护膜具有优良的减少彩虹纹的效果。与现有技术相比,本发明采用了高延迟量的聚酯膜作为基材层11,通过提高PET的延迟量,增大PET的面内双折射,使得在可视角度内观察不到彩虹纹的出现,有效的减少了PET基材本身的彩虹纹现象。本发明在基材层11上涂布的硬化层12,与基材层11的折射率相匹配,也能进一步降低了涂布硬化层12后引起的彩虹纹加深。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种屏幕保护膜,其特征在于,所述屏幕保护膜包含基材层,所述基材层包括延迟量为5000nm~20000nm的聚酯膜。
2.根据权利要求1所述的屏幕保护膜,其特征在于,所述屏幕保护膜还包括硬化层、压敏硅胶层和离型保护层。
3.根据权利要求2所述的屏幕保护膜,其特征在于,所述压敏硅胶层复合在离型保护层上;
所述基材层复合于压敏硅胶层上;
所述硬化层复合于基材层上。
4.根据权利要求1所述的屏幕保护膜,其特征在于,所述基材层主要由聚对苯二甲酸乙二醇酯和/或聚萘二甲酸乙二醇酯制得;
优选地,所述基材层由聚对苯二甲酸乙二醇酯制得;
优选地,所述基材层的透光率为88%~92%,雾度为0.2%~3.0%。
5.根据权利要求2所述的屏幕保护膜,其特征在于,所述硬化层的硬化涂布液主要由涂料和高折射纳米粒子制得;
优选地,所述涂料包括水性聚氨酯、丙烯酸酯和环氧聚酯中的至少一种;
更优选地,所述水性聚氨酯为热固性涂料,包含丙烯酸聚氨酯、醇酸聚氨酯、聚酯聚氨酯、聚醚聚氨酯、环氧聚氨酯的一种或多种;
更优选地,所述丙烯酸酯为热固性涂料,包含丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯的一种或多种;
更优选地,所述环氧聚酯为热固性涂料,主要由环氧树脂和聚酯树脂制得;
优选地,所述高折射纳米粒子包括二氧化锆、三氧化二铝、二氧化钛、氧化锌与氧化锑中的至少一种;
优选地,所述硬化层的折射率为1.40~1.58,硬度为2H~3H。
6.根据权利要求2所述的屏幕保护膜,其特征在于,所述压敏硅胶层的硅胶涂布液主要由有机聚硅氧烷,硅烷偶联剂,有机氢聚硅氧烷和铂金络合物催化剂制得;
优选地,所述压敏硅胶层的透光率为85%~93%,雾度为0.2%~3.0%。
7.根据权利要求2所述的屏幕保护膜,其特征在于,所述离型保护层包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和环烯烃聚合物中的一种;
优选地,所述离型保护层在150℃环境下热收缩率0~1%。
8.根据权利要求2所述的屏幕保护膜,其特征在于,所述硬化层的厚度为500nm~5μm;
所述基材层的厚度为40μm~188μm;
所述压敏硅胶层的厚度为10μm~40μm;
所述离型保护层的厚度为30μm~100μm。
9.一种根据权利要求1~8任一项所述的屏幕保护膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
提供延迟量为5000nm~20000nm的聚酯膜作为基材层,将硬化涂布液涂布于基材层上经交联热固化形成硬化层;然后将硅胶涂布液涂布于基材层下方经熟化形成压敏硅胶层;随后将离型保护层贴合于压敏硅胶层下方,制得屏幕保护膜。
10.根据权利要求9所述的屏幕保护膜的制备方法,其特征在于,所述硬化涂布液进行交联热固化的温度为80~110℃;
优选地,所述硅胶涂布液的熟化温度为80~110℃。
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