Uv固化导光油墨及使用该油墨的导光板的制作方法

专利名称：Uv固化导光油墨及使用该油墨的导光板的制作方法
UV固化导光油墨及使用该油墨的导光板
技术领域：
本发明涉及一种导光油墨，特别是涉及一种UV固化的导光油墨及使用该油墨的导光板。
背景技术：
液晶显示器一般包括液晶面板及背光模组等。背光模组一般包括导光板、反射板、光源等。导光板是利用光学级的压克力或PC板材，并在板材底面利用导光油墨通过UV网版印刷技术印上导光点。利用板材吸取从光源发出来的光在板材表面的停留，当光线照射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出。导光板 主要通过各种疏密、大小不一的导光点，使导光板均匀发光。反射片的用途在于将底面露出的光反射回导光板中，用来提高光的使用效率。导光油墨的成分会直接影响到导光点的质量，而导光点质量好坏直接影响到平板显示器的亮度均匀性和色度。

发明内容基于此，有必要提供一种光学性能较好的导光油墨。同时提供一种光学性能较好的导光板。一种UV固化导光油墨，包括如下组分聚氨酯丙烯酸树脂与聚酯丙烯酸脂发生交联反应、及导光粉分别与聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸脂发生接枝反应生成的聚合物；及稀释剂、光引发剂。在优选的实施例中，制备所述导光油墨的原料配比如下聚氨酯丙烯酸树脂15-30重量份，所述聚酯丙烯酸脂20-50重量份，所述导光粉10-27重量份，所述溶剂5-20重量份。在优选的实施例中，制备所述导光油墨的原料配比如下所述聚氨酯丙烯酸树脂原料为17. 5重量份，所述聚酯丙烯酸脂40重量份，所述导光粉原料为20重量份，所述溶剂为13重量份。在优选的实施例中，所述聚氨酯丙烯酸树脂的分子量范围为1000-200000之间。在优选的实施例中，所述导光粉以甲基三甲氧基硅烷为原料经水解、缩聚过程制成的聚甲基硅氧烷微球；所述水解过程的pH = 4. O 6. 0，所述投料油水比小于1/4 ;所述缩聚过程的pH = 7. O 9. 0，所述聚甲基硅氧烷微球的粒径为O. 5-15 μ m。
在优选的实施例中，制备所述导光油墨的原料还包括O. 5-5重量份的分散剂，O. 0 1-2重量份的消泡剂，及O. 5-1. 5重量份的偶联剂。在优选的实施例中，所述分散剂为2. 5重量份，所述消泡剂为O. 5重量份，所述偶联剂为O. 5重量份。在优选的实施例中，制备所述导光油墨的原料还包括1-5重量份的光引发剂。在优选的实施例中，所述导光粉与聚氨酯丙烯酸树脂或聚酯丙烯酸酯发生接枝反应的温度控制在80度以下，搅拌速度在300r/min-400R/min，反应时间控制在1_2小时之间。—种导光板，包括透明基板及设置在透明基板上的导光油墨层，所述导光油墨层由导光油墨丝网印刷于所述透明基板上并UV固化形成，所述导光油墨为权利要求1-9项中任意一项所述UV固化导光油墨。上述导光油墨及使用该导光油墨的导光板，制备导光油墨的导光粉分别与聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸脂发生接枝化学反应，枝节在聚合物结构之中，使导光油墨产生量子光学效应，具有优良的光学性能。聚酯丙烯酸脂与聚氨酯丙烯酸树脂发生交联反应填充在聚氨酯丙烯酸树脂的缝隙中，当导光油墨固化时，避免由于聚甲基丙烯酸树脂收缩厉害而挤压到导光粉微球，从而避免导光粉因挤压变形影响到油墨的光学性能。UV固化前加入聚酯丙烯酸酯提高导光板的散射率等光学指标。同时增加导光板的韧性，耐热性，耐磨性等。聚氨酯丙烯酸树脂使导光油墨具有很好的附着力，使导光粉不会聚集或者脱落，从而起到很好的散射光的作用。使用该导光油墨的导光板导光均匀性透光率都极高，光学性能很高，丝印性能也极佳。

图I为本发明一实施例的导光板的结构示意图。
具体实施方式
下面采用具体实施例对本发明进行进一步说明。本发明的一种UV固化导光油墨，包括如下组分聚氨酯丙烯酸树脂与聚酯丙烯酸脂发生交联反应、及导光粉分别与聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸脂发生接枝反应生成的聚合物；及稀释剂、光引发剂。本发明一优选实施例的导光粉是以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为原料经水解、缩聚过程制成的聚甲基硅氧烷微球。其中水解过程的pH = 4. O 6. 0，投料油水比(甲基三甲氧基硅烷(MTMS)与水的摩尔比)小于1/4。缩聚过程中控制pH = 7. O 9. O。本实施例的导光粉为球状硅树脂，其粒径为O. 5-15 μ m。导光油墨中的导光粉分别与聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸脂发生接枝化学反应，枝节在聚合物结构之中，导光油墨产生量子光学效应，具有优良的光学性能。聚酯丙烯酸脂与聚氨酯丙烯酸树脂发生交联反应填充在聚氨酯丙烯酸树脂的原子缝隙中。由于聚酯丙烯酸脂与聚氨酯丙烯酸树脂发生交联反应填充在聚甲基丙烯酸树脂的原子缝隙中，当导光油墨固化时，避免由于聚甲基丙烯酸树脂收缩厉害而挤压到导光粉微球，从而避免导光粉因挤压变形影响到油墨的光学性能。聚酯丙烯酸脂提高了树脂的折射率等光学指标，同时增加树脂的韧性，耐热性，耐磨性等。导光粉与聚氨酯丙烯酸树脂发生接枝反应，枝节在聚氨酯丙烯酸树脂之中，导光粉不会聚集，同时聚氨酯丙烯酸树脂将导光粉紧紧粘结在导光板上，不会脱落，以使导光油墨起到很好的散射光的作用。制备本发明导光油墨的原料配比如下聚氨酯丙烯酸树脂15-30重量份，聚酯丙烯酸脂20-50重量份，导光粉10-27重量份，活性稀释剂5-20重量份，光引发剂1_5重量份。·进一步，制备本发明导光油墨的原料还包括分散剂为O. 5-5重量份，消泡剂为
O.01-2重量份，及偶联剂为O. 5-1. 5重量份。在优选的实施例中，聚光引发剂丙烯酸树脂的分子量范围为1000-200000之间。本发明一优选实施例的溶剂为混合活性稀释剂。优选的实施例中混合活性稀释剂为三缩丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)，1，6己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，新戊二醇二丙烯酸酯(NPGDA)等其中的一种或者几种。本发明的优选实施例的光引发剂为184 (I-羟基-环己基苯甲酮)、1173 (2_羟基-2-甲基-苯基丙酮-I) ,TPO (2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化磷)、BP (二苯甲酮)等其中的一种或多种。进一步，制备本实施例的导光油墨的原料发生反应的温度控制在80°C以下，搅拌速度在300r/min-400R/min，反应时间控制在1-2小时之间。优选的。反应温度最好控制在75-80°C之间。进一步，本实施的温度控制采用水浴加热。本发明第I优选实施例中，制备本发明导光油墨原料配比如下17. 5重量份聚氨酯丙烯酸树脂、20重量份导光粉、40重量份的聚酯丙烯酸脂，及13重量份的混合活性稀释剂、5重量份的光引发剂。进一步，制备本发明导光油墨的原料还包括如下配比的助剂2. 5重量份的分散齐U、0. 5重量份的消泡剂、O. 5重量份的偶联剂。本发明第2优选实施例中，制备本发明的导光油墨的原料配方如下15重量份的聚氨酯丙烯酸树脂、10重量份的导光粉、5重量份的混合活性稀释剂、20重量份的聚酯丙烯酸脂、O. 5重量份的分散剂、O. 01重量份的消泡剂、I重量份的光引发剂、及O. 5重量份的偶联剂。本发明第3优选实施例的制备本发明导光油墨的原料配方如下30重量份的聚氨酯丙烯酸树脂、27重量份的导光粉、20重量份的混合活性稀释剂、50重量份的聚酯丙烯酸脂、5重量份的分散剂、2重量份的消泡剂、5重量份的光引发剂、及I. 5重量份的偶联剂。如图I所示，本发明的一种导光板100，包括透明基板20及设置在透明基板20上的导光油墨层40。导光油墨层40由上述的导光油墨丝网印刷于透明基板20上并UV固化形成。优选的，透明基板20采用光学级的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。本实施例优选的透明基板20的透光率大于90%，厚度为O. 5-10mm。
本实施例优选的导光油墨层40由间隔大小为O. 05-10mm的正六边形单元阵列形成。本实施例的导光油墨层40采用UV机进行固化进行。制备本实施例的UV固化的导光油墨的原料组分配比如下15-30重量份聚氨酯丙烯酸树脂、10-27重量份导光粉，以及O. 5-5重量份的分散剂、O. 01-2重量份的消泡剂、1_5重量份的光引发剂、O. 5-1. 5重量份的偶联剂、5-20重量份的混合活性稀释剂、及20-50重
量份聚酯丙烯酸脂。其中，导光粉与聚氨酯丙烯酸树脂发生接枝反应，枝节在生成的聚合物结构之中，使导光油墨产生量子光学效应，具有优良的光学性能。
制备发明导光油墨的原料中，导光粉分别与聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸脂发生接枝化学反应，枝节在聚合物结构之中，使导光油墨产生量子光学效应，具有优良的光学性能。聚酯丙烯酸脂与聚氨酯丙烯酸树脂发生交联反应填充在聚氨酯丙烯酸树脂的原子缝隙中。由于聚酯丙烯酸脂与聚氨酯丙烯酸树脂发生交联反应填充在聚甲基丙烯酸树脂的原子缝隙中，当导光油墨固化时，避免由于聚氨酯丙烯酸树脂收缩厉害而挤压到导光粉微球，从而避免导光粉因挤压变形影响到油墨的光学性能。UV固化前加入聚酯丙烯酸酯提高导光板100的折射率等光学指标。同时增加透明基板20的韧性，耐热性，耐磨性等。聚氨酯丙烯酸树脂与透明基板20如PMMA为相近性质的材料，使导光油墨具有很好的附着力。导光粉与聚氨酯丙烯酸树脂发生接枝反应，枝节在聚氨酯丙烯酸树脂之中，导光粉固定在聚甲基丙烯酸树脂中，使导光粉不会聚集，同时聚氨酯丙烯酸树脂紧紧粘结在透明基板20上，使导光粉不会脱落或掉下来，从而起到很好的散射光的作用。聚氨酯丙烯酸树脂用于将导光粉和透明基板20连接在一起。聚氨酯丙烯酸树脂起到桥梁作用，将球状的导光粉与透明基板20紧紧粘结在一起，使导光粉不会脱落，起到较好的散射光的作用。本发明的UV固化导光油墨，对如PMMA材质的透明基板20具有高附着力，同时具有很高的导光均匀性、高透光率、且丝印性能极佳，可丝印出O. 3mm大小、甚至更小的导光点，另本发明的UV固化导光油墨的UV固化过程中的固化时间小于30秒，有效防止导光板100变形，增强导光板100的可靠性，且本发明的导光油墨可靠性高，单组份。本发明的UV固化导光油墨主要用于采用LED背光源的液晶显示背光模组中的导光板100。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种UV固化导光油墨，其特征在于，包括如下组分 聚氨酯丙烯酸树脂与聚酯丙烯酸脂发生交联反应、及导光粉分别与聚氨酯丙烯酸树月旨、聚酯丙烯酸脂发生接枝反应生成的聚合物； 及溶剂； 光引发剂。
2.根据权利要求I中任意一项所述的UV固化导光油墨，其特征在于，所述聚氨酯丙烯酸树脂的分子量范围为1000-200000之间。
3.根据权利要求I所述的UV固化导光油墨，其特征在于， 聚氨酯丙烯酸树脂15-30重量份， 所述聚酯丙烯酸脂20-50重量份， 所述导光粉10-27重量份， 所述溶剂5-20重量份； 光引发剂1-5重量份。
4.根据权利要求I至3中任意一项所述的UV固化导光油墨，其特征在于，较优的， 所述聚氨酯丙烯酸树脂原料为17. 5重量份， 所述聚酯丙烯酸脂40重量份， 所述导光粉原料20重量份， 所述溶剂13重量份。
光引发剂3重量份。
5.根据权利要求I至3中任意一项所述的UV固化导光油墨，其特征在于，所述导光粉为聚甲基硅氧烷微球，所述聚甲基硅氧烷微球的粒径为O. 5-15 μ m。
6.根据权利要求I所述的UV固化导光油墨，其特征在于，制备所述导光油墨的原料还包括如下配比的助剂 O.5-5重量份的分散剂，O. 01-2重量份的消泡剂，及O. 5-1. 5重量份的偶联剂。
7.根据权利要求6所述的UV固化导光油墨，其特征在于，所述分散剂为2.5重量份，所述消泡剂为O. 5重量份，所述偶联剂为O. 5重量份。
8.根据权利要求1-3、6-7任意一项所述的UV固化导光油墨，其特征在于，所述制备所述聚合物时，采用温度为75°C 80°C的水浴加热，并且边加热边搅拌，搅拌速度为300r/min-400R/min，反应时间为1_2小时。
9.一种导光板，包括透明基板及设置在透明基板上的导光油墨层，所述导光油墨层由导光油墨丝网印刷于所述透明基板上并UV固化形成，其特征在于，所述导光油墨为权利要求1-7项中任意一项所述UV固化导光油墨。
全文摘要
一种UV固化导光油墨及使用该油墨的导光板，导光油墨包括如下组分聚氨酯丙烯酸树脂与聚酯丙烯酸脂发生交联反应、及导光粉分别与聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸脂发生接枝反应生成的聚合物，及稀释剂、光引发剂；上述导光油墨中的导光粉通过化学反应，枝节在含丙烯酸树脂的聚合物之中，使导光油墨产生量子光学效应，具有优良的光学性能，同时通过实践证明该导光油墨固化时间很短，有效避免导光板变形。使用该导光油墨的导光板导光均匀性透光率都极高，光学性能很高，丝印性能也极佳。
文档编号G02B6/00GK102898889SQ20111021308
公开日2013年1月30日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者胡军辉, 刘小平 申请人:深圳市纳宇材料技术有限公司