一种耐划伤偏光板及其制备方法与流程

本技术涉及光学薄膜，具体涉及一种耐划伤偏光板及其制备方法。

背景技术：

1、在液晶显示模组中，偏光板通常以聚乙烯醇偏光子为核心，两侧贴合光学保护膜以提供机械支撑与环境阻隔。随着显示器件轻薄化发展，聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）等丙烯酸树脂薄膜因高透过率和低双折射率逐渐被用作背光源侧的保护膜。但丙烯酸树脂薄膜表面硬度较低，在模组组装及运输过程中，其外侧表面直接与背光模组的导光板、反射片或金属框架接触，容易因摩擦、挤压产生划痕，导致光学缺陷甚至产品报废。

2、为提升耐划伤性，现有技术尝试在保护膜表面涂布含二氧化硅粒子的硬质涂层。但实际应用中，若仅通过提高二氧化硅粒子的固体分占比来增加表面硬质凸点密度，由于粒子间距缩小且表面羟基作用增强，容易发生团聚。团聚会使涂层表面形成高低不一的硬质凸台：过高处成为应力集中点，划擦时周围树脂易被撕裂剥落；过低处则缺乏有效支撑，树脂本体直接暴露受损。另外，传统偏光板结构中，底涂（primer）层通常位于丙烯酸树脂薄膜与胶粘剂层之间（即内侧），丙烯酸树脂薄膜的外侧表面仍直接暴露于背光模组，无法从根本上解决外侧表面的划伤问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的背光源侧丙烯酸树脂薄膜易划伤以及高固含量硬质涂层易团聚脱落的问题，本技术通过一种耐划伤偏光板及其制备方法，实现了在保证高透光率的同时显著提升偏光板背光源侧表面的耐划伤性能。

2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、本技术提供了一种耐划伤偏光板，从上到下依次包括补偿膜、第一胶粘剂层、偏光子、第二胶粘剂层、丙烯酸树脂薄膜和primer层；其中，所述primer层设置于所述丙烯酸树脂薄膜远离所述偏光子的一侧；所述primer层包含树脂交联网络，以及锚定于所述树脂交联网络中的二氧化硅粒子；所述primer层表面的算术平均粗糙度ra为0.01μm～0.12μm；所述primer层中二氧化硅粒子的固体分占比为11%～30%，所述固体分占比为所述二氧化硅粒子固体质量占所述primer层全部固体总质量的百分比。

4、上述方案中，primer层设置于丙烯酸树脂薄膜的外侧（远离偏光子的一侧），使primer层替代丙烯酸树脂薄膜直接与背光模组接触，从结构上避免了软质树脂基体的直接磨损。同时，将二氧化硅粒子的固体分占比控制在11%～30%范围内，配合算术平均粗糙度ra为0.01μm～0.12μm的调控，使涂层表面形成高度均一的微纳凹凸结构。固体分占比低于11%时，粒子被树脂完全包覆，表面缺乏足够的硬质支撑点；高于30%时，粒子堆叠严重导致ra失控，凸出粒子易在摩擦中脱落。在本技术限定的范围内，二氧化硅粒子作为硬质微凸体承担主要摩擦载荷，高度一致的微凸体能够将划擦应力均匀分散至整个涂层，避免局部应力集中导致的树脂撕裂或粒子剥落。优选的，二氧化硅粒子的固体分占比可以为13%、15%、18%、20%、23%、25%、27%、29%等。

5、作为本技术进一步的改进，所述primer层的厚度为120nm～400nm；所述树脂交联网络由水性聚氨酯与多官能恶唑啉聚合物交联形成，所述二氧化硅粒子的表面接枝有活性基团，所述二氧化硅粒子通过所述活性基团作为交联节点连接于所述树脂交联网络中；所述二氧化硅粒子的二次粒径为30nm～250nm。二氧化硅粒子的二次粒径指的是二氧化硅在二氧化硅粒子溶胶中的粒径。

6、该实施方式中，二氧化硅粒子通过表面接枝的活性基团作为化学交联节点参与到水性聚氨酯与多官能恶唑啉形成的三维网络中，这种化学锚定机制防止了粒子在涂布干燥过程中的迁移与聚集，确保高固含量下粒子分散的稳定性，使表面微凸体高度均一，保障ra值的精确可控。

7、作为本技术进一步的改进，所述二氧化硅粒子的表面接枝有提供空间位阻的刚性基团及作为所述活性基团的羧基；所述二氧化硅粒子表面的羟基通过si-o-si键连接有硅烷偶联剂残基，所述硅烷偶联剂残基的环氧基团与3,5-二氨基苯甲酸的氨基反应成键，以引入所述刚性基团和所述羧基，所述刚性基团为含苯环基团。

8、该实施方式中，3,5-二氨基苯甲酸引入的刚性苯环基团提供空间位阻，抑制高固含量下二氧化硅粒子因范德华力和氢键作用产生的团聚倾向；引入的羧基在固化过程中与多官能恶唑啉发生化学反应，将粒子牢固锁死在树脂网络中。这种双重作用确保即使在11%～30%的高固体分占比下，粒子仍能保持单分散状态，避免因团聚造成的表面缺陷和耐划伤性能下降。

9、作为本技术进一步的改进，所述primer层由涂布primer涂布液并干燥形成，所述primer涂布液的配置方法包括：将所述水性聚氨酯乳液加水稀释后，加入所述二氧化硅粒子溶胶和所述多官能恶唑啉聚合物，搅拌均匀、过滤并静置除泡，得到所述primer涂布液。该实施方式规定了特定的加料顺序，先将水性聚氨酯稀释再加入粒子溶胶和交联剂，有利于维持体系的胶体稳定性，避免因局部浓度过高引发的絮凝，保障涂层的均匀性和表面质量。为提高涂布性能，所述primer涂布液可进一步包含消泡剂、流平剂、防静电剂等其他添加剂。

10、作为本技术进一步的改进，所述丙烯酸树脂薄膜由聚甲基丙烯酸甲酯树脂经熔融、挤出、拉伸制得；所述丙烯酸树脂薄膜的膜厚为20μm～80μm，全光线透过率为92%～98%。

11、作为本技术进一步的改进，所述第一胶粘剂层和所述第二胶粘剂层包含环氧基团树脂预聚物和阳离子光引发剂；固化后的所述第一胶粘剂层和所述第二胶粘剂层的厚度均为1μm～5μm。该实施方式采用阳离子固化体系，相比自由基固化具有收缩率低、附着力强的优势，且将胶层厚度控制在1μm～5μm的薄层范围，既保证了各功能层间的粘接可靠性，又避免了过厚胶层导致的光学畸变或内应力残留。

12、作为本技术进一步的改进，补偿膜是指业内常用的具有光学补偿或视角补偿效果光学膜。例如：补偿膜可以是λ/2波长膜、λ/4波长膜、λ/8波长膜、全波片膜、以及视角补偿膜、o-tac膜等光学膜，也可以是具有正波长色散性、逆波长色散性或平坦波长色散性的相位差膜。从光学轴的方向考虑，补偿膜例如可以是光轴平行于膜面的a板（a-plate）、光轴垂直于膜面的c板（c-plate）、光轴相对于膜面倾斜的o板（o-plate）、或者具有双轴性的双轴补偿膜（biaxial plate）。补偿膜是通过拉伸处理、流延处理或挤出处理而赋予了双折射性的高分子膜；以及由液晶化合物经取向和固化而形成的液晶固化层。作为高分子膜的材料，所述补偿膜包括环烯烃聚合物、三醋酸纤维素、聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酰亚胺系树脂、丙烯酸系树脂或聚苯乙烯系树脂中的至少一种。作为纤维素系树脂，例如可举出：三乙酰纤维素、二乙酰纤维素、以及它们的混合物或共聚物，例如商品名分别为pk3和nr01的tac材料，以及相位差为o的0-tac膜。作为聚酯系树脂，例如可举出：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、以及它们的共聚物或混合物。作为环烯烃系树脂，例如可举出：环烯烃聚合物（cop）和环烯烃共聚物（coc），以及商品名为sanuqi的cop材料。作为聚酰亚胺系树脂，例如可举出：脂肪族聚酰亚胺和芳香族聚酰亚胺。作为液晶化合物，例如可举出：向列型液晶性聚合物、碟状型液晶性聚合物、反应性液晶单体、以及它们的混合物。所述液晶化合物可以通过摩擦取向、光取向或电场取向等方式进行取向，并通过热固化或光固化（例如紫外线固化）形成液晶固化层。光学补偿膜可以是单层结构，也可以是包含基材与液晶固化层的多层结构，还可以是多种相位差膜层叠而成的多层结构，如b+c、a+c等补偿膜结构。所述补偿膜的厚度为0.1μm～200μm。

13、作为本技术进一步的改进，所述偏光子由聚乙烯醇原膜经膨润、染色、延伸、水洗和干燥工艺制得。

14、本技术还提供了一种如上述任一项所述的耐划伤偏光板的制备方法，包括：提供表面设有primer层的丙烯酸树脂薄膜；通过第一胶粘剂层和第二胶粘剂层，将补偿膜和带有primer层的丙烯酸树脂薄膜分别贴合于偏光子的两侧，且所述primer层朝向远离所述偏光子的一侧。

15、作为本技术进一步的改进，将补偿膜和带有primer层的丙烯酸树脂薄膜分别贴合于偏光子的两侧的步骤中，通过紫外线照射使第一胶粘剂层和第二胶粘剂层固化。

16、本技术的有益效果具体如下：

17、本技术提供的耐划伤偏光板及其制备方法，通过结构设计与材料改性的协同，解决了背光源侧保护膜易划伤的问题。

18、（1）通过重构层叠结构，将primer层置于丙烯酸树脂薄膜的最外侧，使其作为牺牲防护层直接承受背光模组的机械摩擦，从物理路径上隔绝了对软质丙烯酸树脂基体的直接损伤。

19、（2）建立了固体分占比和表面粗糙度的联动控制机制。在11%～30%的二氧化硅固体分占比下，配合0.01μm～0.12μm的算术平均粗糙度ra，在涂层表面构建了密度适中且高度均一的硬质微凸体阵列。该微凸体阵列在摩擦接触中起到支撑作用，将滑动摩擦转化为点接触承载，并将剪切应力均匀分散，避免因应力集中导致的涂层破裂或粒子脱落，实现优异的耐划伤性与光学外观的平衡。

20、（3）通过硅烷偶联剂与3,5-二氨基苯甲酸的双重表面改性，结合多官能恶唑啉交联体系，实现了二氧化硅粒子在树脂基体中的化学锚定与空间稳定。刚性苯环提供的空间位阻克服了高固含量下的粒子团聚热力学驱动力，羧基参与的化学交联则将粒子永久锁定在网络节点上。这种微观结构的稳定性确保了宏观表面形貌（ra）在涂布、干燥及后续使用过程中的长期一致性，消除了因粒子迁移聚集导致的表面缺陷风险。