一种具有阻水结构的反射银膜及背光模组的制作方法

1.本实用新型属于液晶显示背光模组技术领域，尤其涉及一种具有阻水结构的反射银膜及背光模组。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种具有阻水结构的反射银膜及背光模组，本实用新型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。
6.本实用新型提供一种具有阻水结构的反射银膜，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；
7.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；
8.所述陶瓷层a和陶瓷层b各自独立的选自硅的氧化物层、硅的氮化物层、铝的氧化物层或铝的氮化物层；
9.所述碳功能层a和碳功能层b各自独立的选自石墨烯层、碳纳米管层或石墨烯和碳纳米管的混合层。
10.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。
11.优选的，所述上pet层的厚度为30～45μm；
12.所述下pet层的厚度为30～45μm。
13.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。
14.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。
15.优选的，所述银层的厚度为100～150nm。
16.优选的，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
的厚度为1～8μm。
17.本实用新型提供一种背光模组，包括上文所述的具有阻水结构的反射银膜。
18.本实用新型提供一种具有阻水结构的反射银膜，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层、硅的氮化物层、铝的氧化物层或铝的氮化物层；所述碳功能层a和碳功能层b各自独立的选自石墨烯层、碳纳米管层或石墨烯和碳纳米管的混合层。本实用新型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；而本实用新型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，本实用新型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
19.为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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。
20.图1为本实用新型一个实施例中反射银膜的结构示意图；
21.1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
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
23.本实用新型提供一种具有阻水结构的反射银膜，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；
24.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；
25.所述陶瓷层a和陶瓷层b各自独立的选自硅的氧化物层、硅的氮化物层、铝的氧化物层或铝的氮化物层；
26.所述碳功能层a和碳功能层b各自独立的选自石墨烯层、碳纳米管层或石墨烯和碳纳米管的混合层。
27.在本实用新型中，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。
28.在本实用新型中，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
x
，sin
x
，
alo
x
和aln
x
中的一种或几种；其中，1≤x ≤4，更优选的2≤x≤3；所述陶瓷层a的厚度优选为50～150nm，更优选为 70～130nm，具体的，在本实用新型的，可以是70nm，150nm，90nm，175nm， 50nm或80nm。
29.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；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400～550m2/g；所述碳纳米管优选为多壁碳纳米管， ph值为7.0～8.0，所述碳纳米管的直径优选为30～60nm，比表面积优选为 60～300m2/g；所述碳功能层a的厚度优选为0.5～2.5μm，更优选为1～2μm，最优选为1.2～1.3μm，具体的，在本实用新型的实施例中，可以是1.2μm， 1.3μm或2.1μm。
30.在本实用新型中，所述陶瓷层a和碳功能层a优选相接触，本实用新型多所述陶瓷层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。
31.在本实用新型中，所述银层的厚度优选为100～150nm，更优选为 110～130nm，具体的，在本实用新型的实施例中，可以是110nm。
32.在本实用新型中，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。
33.在本实用新型中，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
x
，sin
x
，alo
x
和aln
x
中的一种或几种；其中，1≤x ≤4，更优选的2≤x≤3；所述陶瓷层b的厚度优选为50～150nm，更优选为 70～130nm，具体的，在本实用新型的，可以是70nm，150nm，90nm，175nm， 50nm或80nm。
34.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400～550m2/g；所述碳纳米管优选为多壁碳纳米管，ph值为7.0～8.0，所述碳纳米管的直径优选为30～60nm，比表面积优选为60～300m2/g；所述碳功能层b的厚度优选为0.5～2.5μm，更优选为1～2 μm，最优选为1.2～1.3μm，具体的，在本实用新型的实施例中，可以是1.2 μm，1.3μm或2.1μm。
35.在本实用新型中，所述陶瓷层b和碳功能层b优选相接触，本实用新型多所述陶瓷层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。
36.在本实用新型中，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。
37.在本实用新型中，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。
38.本实用新型还提供了一种具有阻水结构的反射银膜的制备方法，包括以下步骤：
39.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；
40.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；
41.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，得到阻水汽的反射银膜。
42.本实用新型首先分别在上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，得到阻水汽的反射银膜。
43.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。
44.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。
45.具体的，本实用新型以其中一种结构作为举例，来说明本实用新型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，本实用新型中的反射银膜制备步骤如下：
46.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；
47.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；
48.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0.5 的制备不分先后顺序；
49.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，得到阻水汽的反射银膜。
50.在本实用新型中，形成所述陶瓷层b的磁控溅射条件如下：
51.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。
52.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。
53.所述磁控溅射的功率优选为1～5kw/m2，更优选为2～4kw/m2，最优选为 3kw/m2，本实用新型优选使用dc直流溅射。
54.本实用新型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。
55.在本实用新型中，形成所述碳功能层b的涂布条件如下：
56.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。
57.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％；
58.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。
59.在一定的涂布速度下，本实用新型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。
60.在本实用新型中，形成所述陶瓷层a的磁控溅射条件如下：
61.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。
62.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。
63.所述磁控溅射的功率优选为1～5kw/m2，更优选为2～4kw/m2，最优选为 3kw/m2，本实用新型优选使用dc直流溅射。
64.本实用新型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。
65.在本实用新型中，形成所述碳功能层a的涂布条件如下：
66.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。
67.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％；
68.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。
69.在一定的涂布速度下，本实用新型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1.2 μm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％。
70.得到复合有第二阻水层的下pet后，本实用新型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。
71.在本实用新型中，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70～80 m/min。
72.最后，本实用新型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，得到阻水汽的反射银膜。
73.本实用新型还提供了一种背光模组，包括上文所述的具有阻水结构的反射银膜。
74.本实用新型提供一种具有阻水结构的反射银膜，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层、硅的氮化物层、铝的氧化物层或铝的氮化物层；所述碳功能层a和碳功能层b各自独立的选自石墨烯层、碳纳米管层或石墨烯和碳纳米管的混合层。本实用新型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；而本实用新型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，本实用新型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。
75.实施例1
76.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/m2，卷对卷机速8m/min，得到厚度为130nm的sio层；
77.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；
78.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；
79.在石墨烯层(pet白膜)上蒸镀银层，厚度为110nm；
80.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。
81.实施例2～12
82.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：
83.表1实施例1～12的膜层厚度
[0084][0085][0086]
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。
[0087]
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％。
[0088]
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。
[0089]
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；
[0090]
(2)高温高湿测试(60℃/90％rh500/1000h)：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；
[0091]
(3)冷热冲击(100/200次)：冷热冲击测试氧化参考参考iec60068
‑2‑
14:2009na或gb/t2423.22
‑
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。
[0092]
测试条件为lcd背光模组之光学膜行内规范准则,并参考gb/t1740
‑
2007或iso4611:2010，
[0093]
表2实施例1～12的反射银膜的反射率
[0094][0095][0096]
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％。
[0097]
实施例13～24
[0098]
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：
[0099]
表3实施例13～24的膜层厚度
[0100][0101]
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。
[0102]
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。
[0103]
表4实施例13～24的反射银膜的反射率
[0104][0105]
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％。
[0106]
实施例25～36
[0107]
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：
[0108]
表5实施例25～36的膜层厚度
[0109][0110][0111]
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。
[0112]
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。
[0113]
表6实施例25～36的反射银膜的反射率
[0114][0115]
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％。
[0116]
实施例37～48
[0117]
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：
[0118]
表7实施例37～48的膜层厚度
[0119][0120][0121]
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。
[0122]
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。
[0123]
表8实施例37～48的反射银膜的反射率
[0124][0125]
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％。