一种使用寿命长的反射银膜、其制备方法及背光模组

摘要

本发明提供了一种使用寿命长的反射银膜，包括依次接触的上PET层、第一阻水层、银层、第二阻水层和下PET层；所述第一阻水层包括陶瓷层A和碳功能层A；所述第二阻水层包括陶瓷层B和碳功能层B；所述陶瓷层A和陶瓷层B各自独立的选自硅的氧化物、硅的氮化物、铝的氧化物和铝的氮化物中的一种或几种；所述碳功能层A和碳功能层B各自独立的选自石墨烯和/或碳纳米管。本发明利用纳米碳管与石墨烯所具有的松散且具有瑕疵的结构，能够将水汽存放，可以在PET阻水阻气上调整水汽进入后存储，可延长银膜寿命，且薄膜型态能将热量分散不易集中于局部区域内。本发明还提供一种使用寿命长的反射银膜的制备方法和背光模组。

说明书

技术领域

本发明属于液晶显示背光模组技术领域，尤其涉及一种使用寿命长的反射银膜、其制备方法及背光模组。

背景技术

LCD产品是一种非主动发光电子器件，本身并不具有发光特性，必须依赖背光模组中光源的发射才能获得显示性能，因此LCD的亮度要由其背光模组来决定。由此可见，背光质量决定了液晶显示屏的亮度、出射光均匀度、色阶等重要参数，很大程度上决定了液晶显示屏的发光效果。

背光模组包括照明光源、反射片、导光板、扩散片、增亮膜(棱镜片)及框架等。LCD采用的背光模组主要可分为侧光式背光模组和直射式背光模组两大类。手机、笔记本电脑与监视器(15英寸)主要采用侧光式背光模组，而液晶电视大多采用直射式背光模组光源。背光模组光源，主要以发光二极管(LED)光源为LCD的背光源。

现有市售的反射片是两片PET薄膜贴合组成的，一般是由镀银反射片与黑色或白色反射片，或者镀铝膜贴合而成。但银反射片接触到环境中的水汽后会导致其反射率下降，影响背光模组的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用寿命长的反射银膜、其制备方法及背光模组，本发明中的反射银膜能有效阻止环境中的水汽接触银膜，保证反射片的反射效率。

本发明提供一种使用寿命长的反射银膜，包括依次接触的上PET层、第一阻水层、银层、第二阻水层和下PET层；

所述第一阻水层包括陶瓷层A和碳功能层A；所述第二阻水层包括陶瓷层B和碳功能层B；

所述陶瓷层A和陶瓷层B各自独立的选自硅的氧化物、硅的氮化物、铝的氧化物和铝的氮化物中的一种或几种；

所述碳功能层A和碳功能层B各自独立的包括石墨烯和/或碳纳米管。

优选的，所述陶瓷层A和碳功能层A相接触；所述陶瓷层B和碳功能层B相接触。

优选的，所述陶瓷层A的厚度为50～150nm，所述陶瓷层B的厚度为50～150nm。

优选的，所述碳功能层A的厚度为0.5～2.5μm，所述碳功能层B的厚度为0.5～2.5μm。

本发明提供如上文所述的使用寿命长的反射银膜的制备方法，包括以下步骤：

A)在下PET层表面通过磁控溅射形成陶瓷层B，通过碳材料浆料B涂布固化形成碳功能层B，得到复合有第二阻水层的下PET层，所述陶瓷层B和碳功能层B的形成不分先后顺序；

在上PET层表面通过磁控溅射形成陶瓷层A，通过碳材料浆料A涂布固化形成碳功能层A，得到复合有第一阻水层的上PET层，所述陶瓷层A和碳功能层A的形成不分先后顺序；

B)在所述第二阻水层表面蒸镀银层，然后将所述银层与所述第一阻水层进行粘接，得到使用寿命长的反射银膜。

优选的，所述磁控溅射的靶材为硅靶和/或铝钯；所述磁控溅射使用氩气与氧气的混合气或者氩气与氮气的混合气，所述磁控溅射中的总气体流量为60～120sccm。

优选的，所述碳材料浆料A为碳材料的聚氨酯涂布液，所述碳材料浆料A中碳材料的质量浓度为5～20％；

所述碳材料浆料B为碳材料的聚氨酯涂布液，所述碳材料浆料B中碳材料的质量浓度为5～20％。

优选的，所述碳材料浆料A涂布固化的温度为100～150℃；

所述碳材料浆料B涂布固化的温度为100～150℃。

优选的，所述银膜蒸镀的功率为500～800kW。

本发明提供一种背光模组，包括上文所述的使用寿命长的反射银膜。

本发明提供了一种使用寿命长的反射银膜，包括依次接触的上PET层、第一阻水层、银层、第二阻水层和下PET层；所述第一阻水层包括陶瓷层A和碳功能层A；所述第二阻水层包括陶瓷层B和碳功能层B；所述陶瓷层A和陶瓷层B各自独立的选自硅的氧化物、硅的氮化物、铝的氧化物和铝的氮化物中的一种或几种；所述碳功能层A和碳功能层B各自独立的选自石墨烯和/或碳纳米管。本发明利用纳米碳管与石墨烯所具有的松散且具有瑕疵的结构，能够将水汽存放，可以在PET阻水阻气上调整水汽进入后存储，可延长银膜寿命，且薄膜型态能将热量分散不易集中于局部区域内；而本发明中的致密的陶瓷材料能阻隔水汽，是透明的氧化陶瓷层，不易让外界的水汽透过PET而进入结构中氧化。试验结果表明，本发明中的反射银膜在高温高湿环境下(60℃，90％RH)运行1000小时，反射银膜的反射率依然保持在96％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中反射银膜的结构示意图；

1为上PET层，2为陶瓷层A，3为碳功能层A，4为紫外固化胶层，5为银层，6为碳功能层B，7为陶瓷层B，8为下PET层。

具体实施方式

本发明提供一种使用寿命长的反射银膜，包括依次接触的上PET层、第一阻水层、银层、第二阻水层和下PET层；

所述第一阻水层包括陶瓷层A和碳功能层A；所述第二阻水层包括陶瓷层B和碳功能层B；

所述陶瓷层A和陶瓷层B各自独立的选自硅的氧化物、硅的氮化物、铝的氧化物和铝的氮化物中的一种或几种；

所述碳功能层A和碳功能层B各自独立的选自石墨烯和/或碳纳米管。

在本发明中，所述上PET层优选为透明PET膜，所述上PET层的厚度优选为30～45μm，更优选为35～40μm，最优选为38μm。

在本发明中，所述第一阻水层包括陶瓷层A和碳功能层A，所述陶瓷层A中包括硅的氧化物、硅的氮化物、铝的氧化物和铝的氮化物中的一种或几种，更优选为SiO

所述碳功能层A优选包括碳材料，所述碳材料优选为石墨烯和/或碳纳米管，具体的，当所述碳功能层包括石墨烯和碳纳米管时，所述石墨烯和碳纳米管的质量比优选为1：1；所述石墨烯优选为片状，所述片状石墨烯的直径优选为20～50nm，比表面积优选为400～550m

石墨烯与纳米碳管具有很高的比表面积，能在在水汽上具有很强的吸附能力，并且碳类材料能优先吸引水汽附著，对于银膜起到保护作用。

在本发明中，所述陶瓷层A和碳功能层A优选相接触，本发明多所述陶瓷层A和碳功能层A的叠放次序没有特殊的限制，可以是陶瓷层A与所述上PET层相接触，碳功能层A与银层相接触，也可以是陶瓷层A与所述银层相接触，碳功能层A与上PET层相接触。

在本发明中，所述银层的厚度优选为100～150nm，更优选为110～130nm，具体的，在本发明的实施例中，可以是110nm。

在本发明中，所述银层和第一阻水层之间还设置有紫外固化胶层，所述紫外固化胶层的厚度优选为1～8μm，更优选为3～5μm。

在本发明中，所述第二阻水层包括陶瓷层B和碳功能层B，所述陶瓷层B中包括硅的氧化物、硅的氮化物、铝的氧化物和铝的氮化物中的一种或几种，更优选为SiO

所述碳功能层B优选包括碳材料，所述碳材料优选为石墨烯和/或碳纳米管，具体的，当所述碳功能层包括石墨烯和碳纳米管时，所述石墨烯和碳纳米管的质量比优选为1：1；所述石墨烯优选为片状，所述片状石墨烯的直径优选为20～50nm，比表面积优选为400～550m

在本发明中，所述陶瓷层B和碳功能层B优选相接触，本发明多所述陶瓷层B和碳功能层B的叠放次序没有特殊的限制，可以是陶瓷层B与所述上PET层相接触，碳功能层B与银层相接触，也可以是陶瓷层B与所述银层相接触，碳功能层B与上PET层相接触。

在本发明中，所述第一阻水层中的陶瓷层A和碳功能层A的叠放次序，与所述第二阻水层中的陶瓷层B和碳功能层B的叠放次序可以相同也可以不同，所述，所述第一阻水层中的陶瓷层A和碳功能层A的叠放次序，与所述第二阻水层中的陶瓷层B和碳功能层B的厚度可以相同也可以不同。也就是说，以银层为中心，其两侧的第一阻水层和第二阻水层的具体膜层结构，可以按照对称结构设置，也可以是不对称的结构设置。

在本发明中，所述下PET层优选为透明PET层，PET黑膜或PET白膜，所述下PET层的厚度优选为30～45μm，更优选为35～40μm，最优选为38μm。

本发明还提供了一种使用寿命长的反射银膜的制备方法，包括以下步骤：

A)在下PET层表面通过磁控溅射形成陶瓷层B，通过碳材料浆料B涂布固化形成碳功能层B，得到复合有第二阻水层的下PET层，所述陶瓷层B和碳功能层B的形成不分先后顺序；

在上PET层表面通过磁控溅射形成陶瓷层A，通过碳材料浆料A涂布固化形成碳功能层A，得到复合有第一阻水层的上PET层，所述陶瓷层A和碳功能层A的形成不分先后顺序；

B)在所述第二阻水层表面蒸镀银层，然后将所述银层与所述第一阻水层进行粘接，得到使用寿命长的反射银膜。

本发明首先分别在上PET层表面形成第一阻水层，在下PET层的表面形成第二阻水层，然后在所述第二阻水层的表面形成银层，最后，将带有银层的下PET层的银层表面通过胶粘剂与第二阻水层进行粘接，得到使用寿命长的反射银膜。

其中，形成所述第一阻水层的步骤包括通过磁控溅射的方法形成陶瓷层A和通过碳材料浆料涂布的方法形成碳功能层A；形成所述第二阻水层的步骤包括通过磁控溅射的方法形成陶瓷层B和通过碳材料浆料涂布的方法形成碳功能层B。

所述第一阻水层的形成与第二阻水层的形成不分先后顺序，所述陶瓷层B和碳功能层B的形成不分先后顺序，所述陶瓷层A和碳功能层A的形成不分先后顺序。

具体的，本发明以其中一种结构作为举例，来说明本发明中反射银膜的具体制备过程，即以具有依次接触的上PET层，陶瓷层A、碳功能层A、UV胶层、银层、碳功能层B、陶瓷层B和下PET层结构的反射银膜为例，本发明中的反射银膜制备步骤如下：

A)先通过磁控溅射在下PET层表面形成陶瓷层B，然后将碳材料浆料B在所述陶瓷层B的表面进行涂布，形成碳功能层B，得到复合有第二阻水层的下PET层；

先通过磁控溅射在上PET层表面形成陶瓷层A，然后将碳材料浆料A在所述陶瓷层A的表面进行涂布，形成碳功能层A，得到复合有第一阻水层的下PET层；

所述复合有第二阻水层的下PET层和复合有第一阻水层的上PET层的制备不分先后顺序；

B)在所述第二阻水层表面蒸镀银层，然后将所述银层与所述第一阻水层进行粘接，得到使用寿命长的反射银膜。

在本发明中，形成所述陶瓷层B的磁控溅射条件如下：

靶材为硅和/或铝，气体为氩气和氧气的混合气或者氩气与氮气的混合气，当所述磁控溅射在氧气气氛下进行时，总气体流量优选为50～100sccm，更优选为60～90sccm，最优选为70～80sccm，所述氩气与氧气的体积比优选为1：(0.5～2)，更优选为1：(1～1.5)，最优选为1：1。

当所述磁控溅射在氮气气氛下进行时，总气体流量优选为50～100sccm，更优选为60～90sccm，最优选为70～90sccm，所述氩气与氧气的体积比优选为1：(0.5～2)，更优选为1：(1～1.5)，最优选为1：1.25。

所述磁控溅射的功率优选为1～5kW/m

本发明优选使用卷对卷式磁控溅射镀膜设备进行陶瓷层B的制备，可通过控制卷对卷机速来控制陶瓷层B的厚度。所述卷对卷机速优选为5～20m/min，更优选为8～15m/min。

在本发明中，形成所述碳功能层B的涂布条件如下：

采用凹版涂布的方法将碳材料浆料B涂布在陶瓷层B的表面，进行热固化，得到碳功能层B。

碳材料浆料B中包括碳材料和聚氨酯胶液，所述碳材料优选为石墨烯和/或碳纳米管，所述碳材料浆料中碳材料的质量分数优选为5～20％，更优选为8～15％；

所述涂布的速度优选为30～45m/min，更优选为35～40m/min，最优选为37m/min；所述热固化的温度优选为100～150℃，更优选为110～140℃，最优选为120～130℃，所述热固化的时间优选为10～30s，更优选为15～26s，最优选为20～26s。

在一定的涂布速度下，本发明可通过调节碳材料浆料的固含量即碳材料的含量来调节碳功能层B的厚度。

在本发明中，形成所述陶瓷层A的磁控溅射条件如下：

靶材为硅和/或铝，气体为氩气和氧气的混合气或者氩气与氮气的混合气，当所述磁控溅射在氧气气氛下进行时，总气体流量优选为50～100sccm，更优选为60～90sccm，最优选为70～80sccm，所述氩气与氧气的体积比优选为1：(0.5～2)，更优选为1：(1～1.5)，最优选为1：1。

当所述磁控溅射在氮气气氛下进行时，总气体流量优选为50～100sccm，更优选为60～90sccm，最优选为70～90sccm，所述氩气与氧气的体积比优选为1：(0.5～2)，更优选为1：(1～1.5)，最优选为1：1.25。

所述磁控溅射的功率优选为1～5kW/m

本发明优选使用卷对卷式磁控溅射镀膜设备进行陶瓷层A的制备，可通过控制卷对卷机速来控制陶瓷层A的厚度。所述卷对卷机速优选为5～20m/min，更优选为8～15m/min。

在本发明中，形成所述碳功能层A的涂布条件如下：

采用凹版涂布的方法将碳材料浆料A涂布在陶瓷层B的表面，进行热固化，得到碳功能层A。

碳材料浆料A中包括碳材料和聚氨酯胶液，所述碳材料优选为石墨烯和/或碳纳米管，所述碳材料浆料中碳材料的质量分数优选为5～20％，更优选为8～15％；

所述涂布的速度优选为30～45m/min，更优选为35～40m/min，最优选为37m/min；所述热固化的温度优选为100～150℃，更优选为110～140℃，最优选为120～130℃，所述热固化的时间优选为10～30s，更优选为15～26s，最优选为20～26s。

在一定的涂布速度下，本发明可通过调节碳材料浆料A的固含量即碳材料的含量来调节碳功能层A的厚度。如，按照上述制备条件，厚度为1.2μm和1.3μm的碳功能层制备中，碳材料浆料中碳材料的含量为8％，厚度为2.1μm的碳功能层制备中，碳材料浆料中碳材料的含量为15％。

得到复合有第二阻水层的下PET后，本发明在第二阻水层的表面(即碳功能层B的表面)进行蒸镀，制备银层。

在本发明中，所述蒸镀的功率优选为500～800kW，更优选为600～700kW；所述蒸镀的真空度优选为0.5～1.0pa，更优选为0.6～0.8Pa；所述蒸镀的机速优选为50～100m/min，更优选为60～90m/min，最优选为70～80m/min。

最后，本发明使用紫外固化压敏胶(UV-PSA)将银层与碳功能层A粘结在一起，得到使用寿命长的反射银膜。

本发明还提供了一种背光模组，包括上文所述的使用寿命长的反射银膜。

本发明提供了一种使用寿命长的反射银膜，包括依次接触的上PET层、第一阻水层、银层、第二阻水层和下PET层；所述第一阻水层包括陶瓷层A和碳功能层A；所述第二阻水层包括陶瓷层B和碳功能层B；所述陶瓷层A和陶瓷层B各自独立的选自硅的氧化物、硅的氮化物、铝的氧化物和铝的氮化物中的一种或几种；所述碳功能层A和碳功能层B各自独立的选自石墨烯和/或碳纳米管。本发明利用纳米碳管与石墨烯所具有的松散且具有瑕疵的结构，能够将水汽存放，可以在PET阻水阻气上调整水汽进入后存储，可延长银膜寿命，且薄膜型态能将热量分散不易集中于局部区域内；而本发明中的致密的陶瓷材料能阻隔水汽，是透明的氧化陶瓷层，不易让外界的水汽透过PET而进入结构中氧化。试验结果表明，本发明中的反射银膜在高温高湿环境下(60℃，90％RH)运行1000小时，反射银膜的反射率依然保持在96％以上。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种使用寿命长的反射银膜、其制备方法及背光模组进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

取38μm厚的PET透明膜，在其表面磁控溅射形成SiO层，靶材为硅靶，气体为氩气与氧气的混合气，氩气流量为40sccm，氧气流量40sccm，溅射功率3kW/m

将石墨烯与聚氨酯胶液混合，得到石墨烯含量为8％的石墨烯涂布液，然后在SiO层表面进行凹版涂布，120℃下热固化，得到厚度为1.2μm的石墨烯层；

另取一片38μm厚的PET白膜，按照上述方法在其表面形成70nm厚的SiO层(卷对卷机速15m/min)和1.2μm厚的石墨烯层；

在石墨烯层(PET白膜)上蒸镀银层，厚度为110nm；

使用UV-PSA紫外光固化胶将银层和石墨烯层(PET透明膜)粘结，得到反射银膜。

实施例2～12

按照实施例1中的方法制备得到反射银膜，不同的是，按照表1中的结构参数进行制备：

表1实施例1～12的膜层厚度

其中，厚度为130nm的SiO层制备中，卷对卷机速为8m/min，70nm的SiO层制备中，卷对卷机速为15m/min。

厚度为1.2μm和1.3μm的碳功能层制备中，碳材料浆料中碳材料的含量为8％，厚度为2.1μm的碳功能层制备中，碳材料浆料中碳材料的含量为15％。

对实施例1～12制备得到的反射银膜进行如下测试，测试其反射率(550nm)变化，结果如表2所示。

测试方法具体为：(1)高温测试(80℃/500/1000h)：采用高温炉在80℃下进行高温存储测试500/1000小时；

(2)高温高湿测试(60℃/90％RH 500/1000h)：采用高温炉进行高温高湿测试，在60℃、相对湿度95％RH的条件下，连续测试500/1000小时；

(3)冷热冲击(100/200次)：冷热冲击测试氧化参考参考IEC 60068-2-14:2009Na或GB/T 2423.22-2012Na，将反射片在-40℃和80℃这两个温度间，间隔30min运行一次，连续100/200次测试。

测试条件为LCD背光模组之光学膜行内规范准则,并参考GB/T 1740-2007或ISO4611:2010，

表2实施例1～12的反射银膜的反射率

表2中，◎表示反射率≥98％，○表示反射率为96～98％，△表示反射率为92～96％。

实施例13～24

按照实施例1中的方法制备得到反射银膜，不同的是，按照表3中的结构参数进行制备：

表3实施例13～24的膜层厚度

其中，厚度为175nm的AlO层制备中，卷对卷机速为8m/min，90nm的AlO层制备中，卷对卷机速为15m/min。

按照上述方法对实施例13～24制备得到的反射银膜进行高温测试、高温高湿测试和冷热冲击测试，测试其反射率(550nm)变化，结果如表4所示。

表4实施例13～24的反射银膜的反射率

表4中，◎表示反射率≥98％，○表示反射率为96～98％，△表示反射率为92～96％。

实施例25～36

按照实施例1中的方法制备得到反射银膜，不同的是，按照表5中的结构参数进行制备：

表5实施例25～36的膜层厚度

其中，SiN层的制备中，磁控溅射的气氛为氩气和氮气，氩气流量为40sccm，氮气流量为50sccm。厚度为80nm的SiN层制备中，卷对卷机速为8m/min，50nm的SiN层制备中，卷对卷机速为15m/min。

按照上述方法对实施例25～36制备得到的反射银膜进行高温测试、高温高湿测试和冷热冲击测试，测试其反射率(550nm)变化，结果如表6所示。

表6实施例25～36的反射银膜的反射率

表6中，◎表示反射率≥98％，○表示反射率为96～98％，△表示反射率为92～96％。

实施例37～48

按照实施例1中的方法制备得到反射银膜，不同的是，按照表7中的结构参数进行制备：

表7实施例37～48的膜层厚度

其中，AlN层的制备中，磁控溅射的气氛为氩气和氮气，氩气流量为40sccm，氮气流量为50sccm。厚度为80nm的AlN层制备中，卷对卷机速为8m/min，50nm的AlN层制备中，卷对卷机速为15m/min。

按照上述方法对实施例37～48制备得到的反射银膜进行高温测试、高温高湿测试和冷热冲击测试，测试其反射率(550nm)变化，结果如表8所示。

表8实施例37～48的反射银膜的反射率

表8中，◎表示反射率≥98％，○表示反射率为96～98％，△表示反射率为92～96％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。