一种液晶显示用TAC防眩光硬化膜制作与研究

一种液晶显示用TAC防眩光硬化膜制作与研究

王辉  朱业建

合肥乐凯科技产业有限公司  230000

摘要：本文重点研究内容包括防眩光膜的光学性能设计、防眩光层的耐碱性能研究、防眩光涂层抗刮性能研究、防眩光膜低翘曲性能研究、以及涂层工艺技术研究解决表观问题、突破原材料、优化涂层配方和涂布技术的瓶颈，制备适用于液晶显示面板用的TAC防眩光膜。

关键词：液晶显示；TAC；防眩光；硬化膜；制作

1引言

液晶显示用TAC防眩光硬化膜主要应用于偏光片，偏光片本质是一种复合膜，主要由 TAC 膜、PVA 膜、保护膜、增量膜、压敏胶、相位差膜等复合而成，其中本课题讲的TAC 膜一方面作为 PVA 膜的支撑体，保证延伸的 PVA 膜不会回缩，另一方面保护 PVA 膜 不受水汽、紫外线及其他外界物质的损害，保证偏光片的环境耐候性，同时均匀涂布的硬化层起到提高耐摩擦和防眩光性能的作用。由于此产品技术门槛较高，该项成熟技术主要集中在日韩和台湾等企业，比如住友化学、日东电工、LG化学、三星等企业，目前国内一些企业在做这方面产品，已形成小批量产。该产品的开发将填补国内偏光片用表面处理膜的空白，打破日韩企业对这一产品的垄断，改变此类产品长期依赖进口的局面，促进我国液晶显示产业快速发展。

2 涂布技术

2.1 TAC薄型基材涂布技术

 TAC(三醋酸纤维素膜），具有优异的支撑性、光学均匀性和高透明性，耐酸碱、耐紫外线，厚度主要有 80 微米、60 微米、40 微米、25 微米等多种规格，这对涂布加工提出了更高要求，特别对设备精度，涂布工艺条件比如张力，温度，UV固化等。薄型基材在低张力情况下容易丢速产生划伤；高张力情况下，容易导致基材变形。同时在保证固化效果情况下，要考虑UV照射能量，UV能量高会导致树脂收缩造成的膜面变形等。这就要求在工艺设计方面，平衡好各项参数，保证不能顾此失彼。

2.2  TAC涂布表观线纹

TAC防眩光硬化膜用于偏光片外侧，对外观质量要求特别高，对弊病“零容忍”，涂布工艺技术难度大，表观稳定性要求高。涂布存在各种线纹和点弊病缺陷，导致表观质量不稳定，项目进展缓慢。影响涂布表观的主要因素有：白斑、白线、纵道、斜纹、横纹、气泡线等。

2.2.1 白斑

   白斑的产生因素有多种，一般与粉体材料选用、涂布液配制分散、管件卫生清洁、供液速度、消泡、供液方式、过滤等多种因素有关。在粉体材料选用上，一般用日韩较多且稳定，在粉体保存方面要注意防潮处理，比如在储存桶内加干燥剂等，避免因受潮导致水分高产生白斑。其他控制措施：延长粉体的分散搅拌时间、生产前对所有管件和罐体进行大清洁保证洁净、保证好供液速度并对回液进行过滤等。

2.2.2白线

   白线的产生主要跟涂布液固含量变化、粉体稳定性以及沉降有很大关系。在研发初期，要注意配置涂布液的粘度和固含量等参数，粘度低，粉体在体系中极不稳定，容易造成粉体沉降产生白线。在选用溶剂时候，高沸点溶剂固然能改善一定的表观问题，但数量比例不易太高，尽量控制一定比例。

2.2.3  纵道、斜纹、横纹

纵道的产生跟刮刀，凹版辊，车速，速比，包角，涂布液粘度，烘箱风速等有着直接关系。在生产试验阶段，刮刀和凹版辊的选用建立在满足表观和物性的基础上，匹配合理对后续连续稳定生产至关重要，前期需要做多项交叉试验验证出最优搭配方案。其他措施:降低车速、控制低速比、利用在线滴加溶剂装置补充一定溶剂维持体系涂布液粘度稳定。

2.2.4 气泡线

   气泡线的产生跟涂布液粘度、滤芯精度、基材边部翘曲变形、供液速度等有关。涂布液粘度太高，在管道中易冲击出连续气泡难消除从而转移到膜上；滤芯选择不当，会造成滤芯堵塞导致产生连续气泡集聚在液曹中产生气泡线；TAC基材压花翘曲严重也会造成涂布液桥抖动卷入空气，从而产生一侧到另一侧的移动气泡线。目前有效措施：精确控制涂布液粘度，供液前进行一定时间消泡；选择合适精度滤芯，将管道中气泡排净；把控好TAC基材边部翘曲，对严重的翘曲基材进行加热熨平。

2.3 雾度均匀性

雾度均匀性包括横向宽幅雾度均匀性、纵向以及头尾的雾度均匀性。防眩光膜雾度均匀性在偏光片应用中至关重要，会影响显示效果和质感。偏光片宽幅一般1330mm、1490mm,保证TD方向上雾度均匀，同时纵向上一卷基材3900米，开始和结束雾度均值偏差1%以内是很难控制的。在涂布过程中，涂布液固含量变化，刮刀以及凹版辊的磨损等都会对雾度造成影响。在产品生产过程中，控制好雾度均匀性要做好以下方面：监控好固含量，补充一定溶剂；选择好刮刀和凹版辊类型，定期更换刮刀。

2.4 硬度和低翘曲的平衡技术

应用于偏光片最外层的防眩光膜在使用时会受到手或其他外物的触碰，长时间使用会导致防眩光涂层出现划伤，影响透光率和显示效果，因此防眩光外涂层必须具备优异的抗划伤性能，通常使用多官能度的树脂通过UV紫外固化形成致密的硬化涂层。但紫外固化为自由基的缩聚反应，树脂收缩会造成

TAC载体膜面发生翘曲变形，在生产过程中，需要优化干燥箱温度、UV光照强度等工艺条件，达到平衡硬度和翘曲的目的。

2.5 涂层耐碱技术

偏光片在制造过程中要经过“皂化”处理，即使用一定浓度的氢氧化钠或氢氧化钾溶液对TAC硬化膜进行预处理，提高TAC膜的表面张力，因此提高硬化涂层的耐碱性是必须的。耐碱性需要在配方和工艺上解决。对树脂、粒子、助剂种类都要选择耐碱性的，同时在选择UV固化的时候避免氧气阻断聚合，提高涂层表面致密性，提高耐碱性能。

3 结论与展望

偏光片目前市场主要集中于日本、韩国、中国台湾。随着全球面板产业向中国大陆转移趋势不断加速，中国将成为全球偏光片新增需求最大的市场。偏光片用表面处理膜需求逐年递增，2022全球偏光片用表面处理膜的实际出货量约是3.06亿平米，其中65%是偏光片用防眩光硬化膜，市场需求量约2亿平米。目前90%以上的防眩光硬化膜市场被DNP、LG化学、凸版印刷、以及日东电工占据，国内只有少数几家企业布局该领域，处于开发送样阶段。因此掌握TAC表涂膜核心涂布技术，填补国内偏光片用表面处理膜的空白，打破日韩企业对这一产品的垄断，改变此类产品长期依赖进口的局面，促进我国液晶显示产业快速发展，是我们发展的目标和愿望！

【参考文献】

【1】E D柯亨，E B古塔夫编.现代涂布干燥技术.赵伯元译。北京：中国轻工业出版社，1999。

【2】住友化学.防眩偏光膜积层体以及使用此积层体的液晶显示装置.CN1721941A.2006-1-18

【3】住友化学.抗眩光膜及其制备方法.CN 1580831A.2005-2-16.