水性組合物、包含其的光學膜、使用該光學膜的偏光板和使用該偏光板的液晶顯示器件的制作方法

水性組合物、包含其的光學膜、使用該光學膜的偏光板和使用該偏光板的液晶顯示器件的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種水性底漆組合物、包含該水性底漆組合物的光學膜、使用該光學膜的偏光板和使用該偏光板的液晶顯示器件，所述水性底漆組合物包含100重量份的聚氨酯樹脂、1-100重量份的聚乙烯醇、0.1-10重量份的水分散性顆粒和余量的水。
【專利說明】水性組合物、包含其的光學膜、使用該光學膜的偏光板和使用該偏光板的液晶顯示器件
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水性底漆組合物、包含該水性底漆組合物的光學膜、使用該光學膜的偏光板和使用該偏光板的液晶顯示器件，并且更特別地，本發明涉及一種對丙烯酸系膜(acryl film)具有良好粘附性并且當用于光學膜時不抑制光學膜的光學性能和耐久性的水性底漆組合物、包含該水性底漆組合物的光學膜、使用該光學膜的偏光板和使用該偏光板的液晶顯示器件。
【背景技術】
[0002]液晶顯示(LCD)器是利用根據設置在偏光板之間的液晶的取向按照光學功能的改變而選擇性地傳播光線的原理來照亮像素的顯示器件。當將偏光板應用于不具有單獨光學膜的液晶顯示器件時，并且當從傾斜方向觀察屏幕時，圖像的亮度或對比度會明顯劣化或者會出現如漏光的缺陷。為了解決這種缺陷的問題，使用在偏光板中包括如相位差膜或視角補償膜的光學補償膜的方法，或者在偏光板和液晶面板之間包括光學補償膜的方法。如上所述，如相位差膜或視角補償膜等的光學補償膜可以插在偏光板和液晶顯示器件之間以減少色彩的改變、擴大視角并提高液晶顯示器件的亮度。
[0003]同時，根據制造方法，光學補償膜可分為:通過使聚合物膜取向而被賦予各向異性的取向膜，和通過在塑料基底上涂覆聚合的液晶化合物(polymeric liquid crystalcompound )、干燥并使所述聚合的液晶化合物暴露于紫外線用于固化而獲得的液晶膜。
[0004]用作光學膜的取向膜和液晶膜可具有光學各向異性。在這種情況下，通過控制具有正相位差的可用于形成聚合物膜的材料與具有負相位差的可用于形成聚合物膜的材料的混合比例并控制聚合物膜的拉伸比的方法可以使取向膜具有光學各向異性。此外，根據液晶分子的形狀，液晶可被分成盤式液晶或桿式液晶。特別地，所述桿式液晶可包括各種定向形狀，例如面內、垂直、傾斜、八字、膽留型定向的形狀等。因此，通常可以通過控制定向形狀來賦予液晶膜以光學各向異性。
[0005]同時，可以通過在三乙酰基纖維素(TAC)基底3上形成定向層2、通過摩擦處理使定向層2定向、將定向層2暴露于偏振光等、在定向層上涂覆聚合的液晶化合物、干燥和固化以固定并形成液晶層I來形成常用的液晶膜。然而，在這種情況下，由于包括TAC成分的膜可能具有差的耐濕性，所以在長期使用后因尺寸改變而可能會出現其耐久性的劣化。
[0006]為了彌補上述缺陷，已經進行了這樣的嘗試:應用具有高度耐濕性和低相位差物理性能的組分的膜，例如基于環烯烴的樹脂或丙烯酸系樹脂。特別地，已知具有丙烯酸系組分的膜以相對低的價格具有良好的光學性能和良好的耐久性。然而，與TAC基底不同，由于丙烯酸系膜具有高拉伸比和低表面粗糙度，其表面可能相對致密，涂層會難以滲入。此外，丙烯酸系膜對定向層以及對液晶層的粘附強度可能是差的。另外，由于丙烯酸系膜具有差的耐溶劑性，丙烯酸系膜可能被定向組合物中包含的有機溶劑破壞。因此，定向性能可能不好。[0007]因此，迫切需要開發一種生產光學膜的技術，該光學膜即使使用丙烯酸系膜作為基底膜也具有與定向層和液晶層良好的粘附性、良好的耐溶劑性和良好的定向性能。

【發明內容】

[0008]技術問題
[0009]考慮到上述缺陷，本發明的一個方面提供一種能夠改善丙烯酸系膜的耐溶劑性和取向層的粘附性的水性底漆組合物、包含該水性底漆組合物的光學膜、使用該光學膜的偏光板和包括該偏光板的液晶顯不器件。
[0010]技術方案
[0011]根據本發明的一個方面，提供一種水性底漆組合物，其包含:100重量份的聚氨酯樹脂、1-100重量份的聚乙烯醇、0.1-10重量份的水分散性顆粒；和余量的水。
[0012]在這種情況下，基于100重量份的總的所述水性底漆組合物，所述水性底漆組合物的固體含量可優選為1-50重量份。此外，所述水性底漆組合物中的聚氨酯樹脂的重均分子量可為10，000-200, 000，所述聚氨酯樹脂可優選包含羧酸基團。此外，所述聚氨酯樹脂可為通過使多元醇化合物與異氰酸酯化合物進行反應而獲得的。
[0013]根據本發明的另一個方面，提供一種光學膜，其包括使用所述水性底漆組合物形成的底漆層。
[0014]根據本發明的又一方面，提供一種包括所述光學膜的偏光板。
[0015]根據本發明的又一方面，提供一種包括所述偏光板的顯示器件。
[0016]有益效果
`[0017]包括使用根據本發明的水性底漆組合物形成的底漆層的丙烯酸系膜具有對取向層良好的粘附性和良好的耐溶劑性，并且所述丙烯酸系膜可被用作液晶膜的基底膜。
[0018]此外，當將所述液晶膜用作偏光片的鈍化膜時，使用本發明的水性底漆組合物時可以在偏光片和丙烯酸系膜之間獲得良好的粘附性。因此，可以改善制得的偏光板的耐久性而不會使其光學性能(例如透光率)劣化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]結合附圖從下面更詳細的說明中會更清楚地理解本發明的上述和其他方面、特征和其他優勢，在附圖中:
[0020]圖1為顯示常規光學膜的結構的橫截面圖；以及
[0021]圖2為顯示根據本發明的實施例的光學膜的結構的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0022]現將參照附圖詳細描述本發明的示例性實施方式。然而，可以以各種不同的方式實現本發明，而不應將其理解為僅限于示出的實施方式。實際上，提供這些示例性實施方式以使本說明書全面且完整，并且向本領域技術人員詳盡表達本發明的概念的范圍。在附圖中，為了清楚會放大層和區域的尺寸和相對尺寸。
[0023]根據本發明的一個方面，提供一種水性底漆組合物，其包含100重量份的聚氨酯樹脂、1-100重量份的聚乙烯醇、0.1-10重量份的水分散性顆粒和余量的水。同時，所述聚氨酯樹脂、聚乙烯醇和所述水分散性顆粒的量表示其固體含量的量。
[0024]在說明書中，術語‘余量’是指基于100重量份的總的水性底漆組合物除了聚氨酯樹脂、聚乙烯醇、水分散性顆粒和選擇性地包含的成分之外的剩余的重量份。即，在加入聚氨酯樹脂、聚乙烯醇、水分散性顆粒和選擇性包含的成分之后，可以加入水以將水性底漆組合物的總量控制到100。
[0025]所述水性底漆組合物優選為水溶性的，因為不需要為此使用防爆設備。
[0026]同時，所述聚氨酯樹脂的重均分子量優選為10，000-200，000。當聚氨酯樹脂的重均分子量滿足上述數值范圍時，可以獲得良好的粘附性能，并且可以容易地進行聚氨酯的合成。
[0027]此外，所述聚氨酯樹脂優選通過使多元醇化合物和異氰酸酯化合物之間進行反應來獲得。
[0028]在這種情況下，可以使用包含至少兩個羥基的任何多元醇；然而，本發明不限于此，而是可以任意地使用合適的多元醇。例如，可以使用選自聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚碳酸酯二醇的至少一種；然而，本發明不限于此。
[0029]在用于獲得根據示例性實施方式的水性底漆組合物中的聚氨酯樹脂的多元醇中，聚酯多元醇優選可以通過使多價酸成分和多元醇成分進行反應來獲得。
[0030]用于獲得聚酯多元醇的多價酸成分可為選自以下物質中的至少一種:芳香族二羧酸，例如鄰苯二甲酸 、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1，4-萘二羧酸、2，5-萘二羧酸、2，6-萘二羧酸、聯苯基二羧酸、四氫化鄰苯二甲酸等；脂肪族二羧酸，例如草酸、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸(pimellic acid)、辛二酸、壬二酸、癸二酸、亞油酸、馬來酸、富馬酸、中康酸、衣康酸等；脂環族二羧酸，例如六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、1，3-環己烷二羧酸、1，4-環己烷二羧酸等；活性衍生物，例如其酸酐、其烷基酯、其酸性鹵化物等；但本發明不限于此。
[0031]此外，用于獲得聚酯多元醇的多元醇成分可為選自下列物質中的至少一種:乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、1,6-己二醇、1，8-辛二醇、1，10-癸二醇、4，4’ - 二羥苯基丙烷、4，4’ - 二羥甲基甲烷、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、1，4-環己烷二甲醇、1，4-環己二醇、雙酚A、雙酚F、丙三醇、1，I, 1-三羥甲基丙烷、1，2，5-己三醇、季戊四醇、葡萄糖、蔗糖和山梨醇；然而，本發明不限于此。
[0032]在用于獲得根據示例性實施方式的水性底漆組合物中的聚氨酯樹脂的多元醇中，所述聚醚多元醇優選可以通過向多元醇中加入烯化氧來進行開環聚合反應而獲得。所述多元醇可為選自乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丙三醇和三羥甲基丙烷的至少一種；然而，本發明不限于此。
[0033]在用于獲得根據示例性實施方式的水性底漆組合物中的聚氨酯樹脂的多元醇中，所述聚碳酸酯多元醇可為選自聚(六亞甲基碳酸酯)二醇(polyQiexamethylenecarbonate) glycol)和聚(環己燒碳酸酯)二醇(poly (cyclohexane carbonate) glycol)的至少一種；然而，本發明不限于此。
[0034]同時，所述異氰酸酯可為選自下列物質中的至少一種:甲苯二異氰酸酯(TDI)、4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)、甲苯胺二異氰酸酯(TODI)、六亞甲基二異氰酸酯(HMDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、對-亞苯基二異氰酸酯以及1，4-二異氰酸酯和二甲苯二異氰酸酯(XDI);然而，本發明不限于此。
[0035]在根據示例性實施方式的水性底漆組合物中的聚氨酯樹脂可包含羧酸基團。在這種情況下，在制備水分散性聚氨酯時，羧酸基團可以形成陰離子部分以分散在水中并且增加在偏光片上的粘附性。
[0036]如上所述包含羧基的聚氨酯樹脂可以通過在進行多元醇和異氰酸酯之間的反應期間通過使用包含游離羧基的擴鏈劑另外進行反應而獲得。在這種情況下，所述包含羧基的擴鏈劑可包括，例如，二羥基羧酸、二羥基琥珀酸等；然而，本發明不限于此。
[0037]此外，可以與選自如二羥甲基鏈烷酸(二羥甲基乙酸、二羥甲基酪酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸和二羥甲基戊酸)的二羥烷基鏈烷酸中的至少一種組合使用二羥基羧酸；然而，本發明不限于此。
[0038]同時，制備所述聚氨酯樹脂的方法可包括任選的和合適的方法。例如，各種組分可以同時反應的單次法(one shot method),或者各種組分可以以逐步的方式反應的多步法。當所述聚氨酯樹脂包含羧基時，優選多步法以容易地引入羧基。另外，可以在聚氨酯樹脂的制備過程中使用任選的和合適的聚氨酯反應催化劑。
[0039]當制備聚氨酯樹脂時，可以另外使用另一種多元醇、另一種擴鏈劑或它們的組合用于進行反應。
[0040]在這種情況下，可以不受限制地使用包含至少三個羥基的任何多元醇作為另一種多元醇，并且這種多元醇可包括山梨醇、丙三醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、季戊四醇
坐寸ο
[0041 ] 此外，另一種擴鏈劑可包括，例如，二醇化合物，例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1，3-丙二醇、1，3- 丁二醇、1，4- 丁二醇、新戊二醇、戊二醇、1，6-己二醇、丙二醇等；脂肪族二胺化合物，例如乙二胺、丙二胺、己二胺、1，4-丁二胺、氨基乙基鏈烷醇胺等；脂環族二胺化合物，例如異佛爾酮二胺、4，4’ -雙環己基甲二胺等；芳香族二胺化合物，例如二甲苯二胺、甲苯二胺等；然而，本發明不限于此。
[0042]同時，在制備所述聚氨酯樹脂的過程中，可以使用中和劑以提高聚氨酯樹脂在水中的穩定性。所述中和劑可為選自氨、N-甲基嗎啉、三乙胺、二甲基乙醇胺、甲基二鏈烷醇胺、三乙醇炔(triethanolalkyne)、嗎啉、三丙胺、乙醇胺和三異丙醇胺的至少一種；然而，本發明不限于此。
[0043]此外，當制備所述聚氨酯樹脂時，優選使用對異氰酸酯惰性且與水相容的有機溶劑。在這種情況下，所述有機溶劑可為選自以下的至少一種:酯溶劑，例如乙酸乙酯、乙基纖維素乙酸酯等；酮溶劑，例如丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮等；以及醚溶劑，例如二噁烷四氫呋喃等；然而，本發明不限于此。
[0044]然后，所述聚乙烯醇的重均分子量優選為2,000-40,000。當聚乙烯醇的重均分子量滿足上述數值范圍時，可以 提高耐溶劑性，且粘度并不會增加。因此，可以容易地進行涂覆步驟和干燥步驟。
[0045]此外，基于100重量份的所述聚氨酯樹脂，所述聚乙烯醇的量可為1-100重量份，優選可為10-100重量份，并且更優選為50-100重量份。當聚乙烯醇的量滿足上述數值范圍時，可以提高耐溶劑性，并且與丙烯酸系材料的粘附性良好。此外，由于聚乙烯醇的量并不大，因此其粘度可以是恒定的，并且在進行涂覆步驟過程中的流平性能良好。
[0046]使用聚乙烯醇來提高耐溶劑性，并且可以不受限制地使用本領域中常用的化合物。例如，可以使用可購自 Japan Synthesis Chemistry C0.的 Gohsefimer Z-100?
Z-200*、Z-200H?、Z-210' Z-22(f、Z-320?等。
[0047]然后，用于示例性實施方式的顆粒可包括任選的和合適的顆粒。優選地，可以使用水分散性顆粒。特別地，可以使用無機顆粒和/或有機顆粒。
[0048]在這種情況下，所述無機顆粒可為無機氧化物，例如氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、銻等；然而，本發明不限于此。此外，所述有機顆粒可包括基于硅的樹脂、基于氟的樹脂、基于(甲基)丙烯酸的樹脂、交聯聚乙烯醇、基于三聚氰胺的樹脂等；然而，本發明不限于此。
[0049]特別地，根據示例性實施方式的水性底漆組合物中的水分散性顆粒可為氧化硅。氧化硅具有良好的抑制結塊的性能、具有良好的透明度并且不產生霧度。此外，不發生著色，因此，對于偏光板的光學性能的影響非常小。另外，由于氧化硅對于水性底漆組合物具有良好的可分散性和分散穩定性，因此在形成底漆層的過程中可加工性良好。
[0050]同時，所述水分散性顆粒的平均直徑，即，平均初級粒徑可為，例如，IOnm至200nm、15nm至150nm或者20nm至lOOnm。當水分散性顆粒的平均直徑滿足上述數值范圍時，可以減少水分散性顆粒在水性底漆溶液中凝結和沉淀的出現，并且溶液的穩定性良好。因此，可以實現水分散性顆粒在水性底漆溶液中的均勻的分散。因此，可以防止顆粒的結塊并且可見區的光線能被散射以防止霧度的增加。 [0051]也就是說，通過使用具有上述范圍的粒徑的水分散性顆粒，可以在底漆層的表面上合適地形成壓紋結構。特別地，可以有效降低丙烯酸系膜和底漆層之間和/或底漆層之間的接觸表面處的摩擦力。結果是，當卷繞在其上形成底漆層的膜時，結塊抑制力(blocking restraining power)會變得非常好。
[0052]由于根據示例性實施方式的底漆組合物是水性的，水分散性顆粒優選作為水分散劑混合。特別地，當采用氧化硅作為水分散性顆粒時，優選使用膠態氧化硅。可以使用本領域內任何可購得的膠態氧化娃，例如，Nissan Chemical Industries有限公司的Snowtex系列、Airproduct公司的AER0SIL系列、日本催化劑公司的epostar系列或soliosta RA系列、Ranco公司的LSH系列等。
[0053]在這種情況下，基于100重量份的聚氨酯樹脂，水分散性顆粒的量可為0.1-10重量份或0.1-8重量份。當水分散性顆粒的量滿足上述數值范圍時，可以顯著減少結塊的發生，并且可以降低霧度以形成具有良好光學性能的膜。
[0054]然后，可以不具體限定根據示例性實施方式的水性底漆組合物的固體含量。但是，基于100重量份的所述水性底漆組合物，固體含量可以為,例如，1-50重量份，優選5-30重量份，并且更優選10-20重量份。當根據示例性實施方式的水性底漆組合物中的固體含量滿足上述數值范圍時，可以提高粘附性，并且粘度可能不高。因此，在進行涂覆步驟過程中的流平性良好且所需的干燥時間短。在這種情況下，固體含量是指全部水性底漆組合物的固體含量。
[0055]根據本發明的另一方面，可以提供一種光學膜，其包括在丙烯酸系膜的至少一側上通過使用水性底漆組合物形成的底漆層。
[0056]在示例性實施方式中，執行光學功能的膜通常被稱為光學膜。當將膜用于執行特定光學功能時，例如用作偏光板時，光學膜可包括透光率為80%以上的窄范圍的透明膜并且可以包括透光率為50%以下的光學膜。
[0057]可用在示例性實施方式中的丙烯酸系膜可以具有單層或者兩層以上的堆疊結構。
[0058]更特別地，丙烯酸系膜可包含(甲基)丙烯酸酯樹脂。包含(甲基)丙烯酸酯樹脂的膜可以通過模塑含有例如(甲基)丙烯酸酯樹脂作為主要成分的材料通過擠出模塑的方式來獲得。
[0059]此外，所述(甲基)丙烯酸酯樹脂包括包含(甲基)丙烯酸酯單元作為主要組分的樹脂，并且包括包含(甲基)丙烯酸酯單元的均聚物樹脂以及通過將(甲基)丙烯酸酯單元與其他單體單元共聚合獲得的共聚物樹脂，和通過共混(甲基)丙烯酸酯樹脂和其他樹脂獲得的共混樹脂。
[0060]在這種情況下，所述(甲基)丙烯酸酯單元可為，例如，(甲基)丙烯酸烷基酯單元。在此，所述(甲基)丙烯酸烷基酯單元表示丙烯酸烷基酯單元和甲基丙烯酸烷基酯單元兩者。所述(甲基)丙烯酸烷基酯單元的烷基優選包含1-10個碳原子，并且更優選地，包含1-4個碳原子。
[0061]同時，能夠與(甲基)丙烯酸酯單元形成共聚物的單體單元包括芳香族乙烯基單元、羰基取代的3-6元雜環單元、丙烯酸單元、縮水甘油基單元等。
[0062]所述芳香族乙烯基單元可為由選自例如苯乙烯、α -甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙稀、2，4- 二甲基苯乙稀、2，5- 二甲基苯乙稀、2-甲基-4-氣苯乙稀、2，4，6- 二甲基苯乙稀、順-β _甲基苯乙稀、反-β _甲基苯乙稀、4_甲基-α -甲基苯乙稀、4_氣-α -甲基苯乙稀、4_氣-α _甲基苯乙稀、4_漠-α -甲基苯乙稀、4_叔丁基苯乙稀、2_氣苯乙稀、3-氣苯乙稀、4_氣苯乙稀、2，4- 二氣苯乙稀、2，3, 4, 5, 6-五氣苯乙稀、2-氣苯乙稀、3-氣苯乙烯、4-氯苯乙烯、2，4-二氯苯乙烯、2，6-二氯苯乙烯、八氯苯乙烯、2-溴苯乙烯、3-溴苯乙烯、4-溴苯乙烯、2，4-二溴苯乙烯、α-溴苯乙烯、β-溴苯乙烯、2-羥基苯乙烯和4-羥基苯乙烯的至少一種單體衍生的單元；然而，本發明不限于此。特別地，在上述單元中可以優選由苯乙烯或α -甲基苯乙烯衍生的單元。
[0063]同時，羰基取代的3-6元雜環單元可為由如內酯環、戊二酸酐、戊二酰亞胺、馬來酸酐、馬來酰亞胺等的單體衍生的單元。
[0064]能夠與(甲基)丙烯酸酯樹脂共混的樹脂可為苯氧基樹脂、聚碳酸酯樹脂等；然而，本發明不限于此。[0065]同時，并不具體限定形成(甲基)丙烯酸酯樹脂膜的方法。例如，可以通過合適的混合方法充分混合(甲基)丙烯酸酯樹脂、其他聚合物、添加劑等以形成熱塑性樹脂組合物。然后，可以將該組合物模塑成膜。可選擇地，可將(甲基)丙烯酸酯樹脂、其他聚合物、添加劑等制備成單獨的溶液，并混合以獲得均質的混合溶液。然后，可以將混合溶液模塑成膜。
[0066]在這種情況下，所述熱塑性樹脂組合物可以通過如全向混合機等的合適混合機預混膜材料、然后加壓混練由此獲得的混合物而制備。用于加壓混練的混合機可為如單軸擠出機、雙軸擠出機、加壓捏合機等的任意合適的混合機；然而，本發明不限于此。[0067]然后，形成膜的方法可包括任意合適的膜形成法，例如，溶液流延法(溶液捏合法)、熔融擠出法、壓延法、擠壓模塑法等。在上述膜形成方法中，可以優選溶液流延法(溶液捏合法)或熔融擠出法。
[0068]在溶液流延法(溶液捏合法)中使用的溶劑包括，例如，芳香烴，例如苯、甲苯、二甲苯等；脂肪族烴，例如環己烷、十氫化萘等；酯，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯等；酮，例如丙酮、甲乙酮、甲基異丁基酮等；醇，例如甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑等；醚，例如四氫呋喃、二噁烷等；鹵化烴，例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等；二甲基甲酰胺；二甲亞砜等。所述溶劑可以單獨使用或者以兩種以上的組合使用。
[0069]作為用于進行溶液流延法(溶液捏合法)的裝置，例如，可以使用鼓式流延機、帶式流延機、旋涂機等。熔融擠出法可包括，例如，T模頭法、膨脹法等。模塑溫度可優選為150°C至 350°C，并且更優選為 200°C _300°C。
[0070]當使用T模頭法形成膜時，可將T模頭安裝到已知的單軸擠出機或雙軸擠出機的引導邊緣部，然后，可以卷繞具有膜形狀的擠出膜以獲得具有輥形狀的膜。在這種情況下，可以通過適當控制卷繞輥的溫度在擠出方向上施加拉伸而使擠出膜被單軸取向。或者，通過在與擠出方向垂直的方向上施加拉伸而使擠出模被同時雙軸取向或相繼雙軸取向。
[0071]同時，所述丙烯酸系膜可為非取向膜或取向膜。所述取向膜可為單軸取向膜或雙軸取向膜，并且所述雙軸取向膜可為同時雙軸取向膜或相繼雙軸取向膜。所述雙軸取向膜可以具有提高的機械強度和改善的膜性能。通過混合其他熱塑性樹脂在拉伸過程中可以限制丙烯酸系膜的相位差的增加，并保持光學各向同性。
[0072]在這種情況下，拉伸溫度可優選在為所述膜的原料的熱塑性樹脂組合物的玻璃化轉變溫度附近的范圍內，更優選為從(玻璃化轉變溫度_30°C)至(玻璃化轉變溫度+IOO0C )，并且更優選為從(玻璃化轉變溫度-20°C )至(玻璃化轉變溫度+80°C )。當拉伸溫度低于(玻璃化轉變溫度_30°C)時，可能不會獲得足夠的拉伸比。相反，當拉伸溫度超過(玻璃化轉變溫度+100°C )時，會產生樹脂組合物的流動，則不能進行穩定的拉伸。
`[0073]此外，由面積比限定的拉伸比可優選為1.1至25倍，并且可更優選為1.3至10倍。當拉伸比小于1.1時，在拉伸的同時可能不會獲得韌性的改善。當拉伸比超過25倍時，可能不會獲得與拉伸比的增加成比例的相應效果。
[0074]此外，在一個方向上，拉伸速率優選為10-20，000%/min,并且更優選為100-10, 000%/min。當拉伸速率小于10%/min時，可能需要相對長的時間來獲得足夠的拉伸t匕，生產成本會增加。當拉伸速率超過20，000%/min時，可能會出現取向膜的破裂。
[0075]同時，丙烯酸系膜可以在拉伸后被熱處理(退火)以穩定其光學各向同性或機械性能。所述熱處理的條件可為本領域已知的任何合適的條件；然而，本發明不限于此。
[0076]然后，可以處理丙烯酸系膜的表面以根據場合需要來改善粘附性。例如，丙烯酸系膜的至少一個表面可為通過選自堿性處理、電暈處理和等離子體處理的至少一種處理的表面。
[0077]所述底漆層為根據示例性實施方式的水性底漆組合物形成的，并且可為通過在丙烯酸系膜的至少一個表面上涂覆水性底漆組合物形成的。由于對水性底漆組合物的詳細描述與上面描述的相同，因此省去具體的說明。
[0078]同時,所述底漆層可為通過如線涂法(wire coating)、棒涂法、旋涂法等本領域常用的涂層形成方法來形成。形成底漆層的方法沒有特別限定。
[0079]在本發明的光學膜中，底漆層可形成在丙烯酸系膜的僅一個表面上或其兩個表面上。根據本發明人的研究，根據本發明的水性底漆組合物可增加取向層和丙烯酸系膜之間的粘附性，以及偏光片和丙烯酸系膜之間的粘附性。因此，當通過使用所述水性底漆組合物在丙烯酸系膜的兩個表面上形成底漆層時，偏光片和丙烯酸系膜之間的粘附性以及丙烯酸系膜和取向層之間的粘附性均可提高。
[0080]在本發明的光學膜中，如圖2中所示，在丙烯酸系膜5的至少一個表面上形成的底漆層4上可另外包括取向層2和液晶層I。
[0081]在這種情況下，所述取向層可以通過在底漆層上涂覆本領域公知的用于取向層的各種組合物(例如，用于光學取向層的組合物或者用于摩擦取向層的組合物)、然后進行用于取向的摩擦處理或偏振光暴露處理來形成。可用在本發明中的用于取向層的組合物或者形成取向層的方法沒有特別限制，可以不受限制地使用本領域已知的用于取向層的各種組合物和用于形成取向層的各種方法。
[0082]在這種情況下，用于取向層的組合物的涂覆可以通過本領域公知的方法(例如，線涂法、棒涂法、旋涂法等)進行。
[0083]在涂覆用于取向層的組合物后，可以進行除去剩余溶劑的干燥步驟。干燥步驟可以在70°C至150°C下進行至少30秒。干燥溫度和干燥時間沒有特別限制，但是，當滿足上述條件時，取向涂層可被充 分干燥而不引起基底的變形。
[0084]對于取向處理，根據所用的取向層的種類可以適當地使用摩擦取向、光學取向等。為了增加取向性能，可按照場合需要使用摩擦取向和光學取向。在這種情況下，摩擦取向可以通過用織物摩擦取向層的表面來進行，而光學取向可以通過將偏光板設置在取向層和光源之間以將取向層暴露于偏振紫外光來進行。在這種情況下，可以在空氣中或者在阻隔氧氣的氮氣氛中進行對紫外光的暴露以提高反應效率。通常，可以使用強度為80w/cm以上的中壓或高壓汞紫外燈或者金屬鹵化物燈。
[0085]同時，在本發明中，可以使用用于取向層的包含光反應聚合物、多官能單體、引發劑和溶劑的組合物；然而，本發明不限于此。用于取向層的組合物按場合需要可進一步包含交聯劑。更特別地，基于100重量份的用于取向層的組合物，用于根據示例性實施方式的取向層的組合物可包含0.05-10重量份的多官能單體、0.05-10重量份的光反應聚合物、
0.01-5重量份的引發劑和余量的溶劑；然而，本發明不限于此。所述組合物可按場合需要進一步包含0.01-2重量份的交聯劑。
[0086]對于多官能單體，可以使用通過混合多官能三嗪單體和多官能丙烯酰基單體獲得的混合多官能單體。在多官能三嗪單體和多官能丙烯酰基單體的混合物中的多官能三嗪單體和多官能丙烯酰基單體的混合比例沒有具體限定。只要多官能三嗪單體和多官能丙烯酰基單體均被使用，就可以使用包含任意比例的兩種組分的混合多官能單體。
[0087]此外，所述多官能三嗪單體可為選自，例如，1，3，5-三烯丙基-1，3，5_三嗪燒-2, 4，6-三酮(I, 3, 5-triallyl-l, 3, 5-triazinane-2, 4, 6_trion)、I, 3，5-三丙烯酸基-1，3，5-三嗪烷、1，3，5-三(2-環氧乙基甲基)-1，3，5-三嗪烷-2，4，6-三酮(l，3，5_tris (2-oxyranyImethyI) -1, 3, 5-triazinane-2, 4, 6_trion)、2- {3, 5- 二 [2-(丙烯酸氧基)乙基]-2, 4, 6- 二氧代_1，3, 5- 二嗪燒-1-基}-乙基丙烯酸酯和3- (3-烯丙基-5- (2-氰基-乙基)-2，4，6-三氧代-(1，3，5)三嗪烷-1-基)-丙腈的至少一種；然而，本發明不限于此。
[0088]此外，多官能丙烯酰基單體可為選自，例如，三丙烯酸酯(特別地，季戊四醇三丙烯酸酯，PETA)、四丙烯酸酯(特別地，季戊四醇四丙烯酸酯，PETTA)和六丙烯酸酯(特別地，二季戊四醇六丙烯酸酯，DPHA)的至少一種；然而，本發明不限于此。基于光學取向層的組合物，混合的多官能單體的量可為0.05-10重量份。當多官能丙烯酰基單體的量滿足上述范圍時，光學取向層和基底膜之間的層間粘附性良好，并可防止光學取向層的分離。此外，可實現良好的取向性能。
[0089]所述光反應聚合物可為包含例如肉桂酸酯基的基于降冰片烯的光反應聚合物。在這種情況下，所述包含肉桂酸酯基的基于降冰片烯的光反應聚合物可包括選自，例如，聚降冰片烯肉桂酸酯、聚降冰片烯烷氧基肉桂酸酯(其中，所述烷氧基包含1-20個碳原子)、聚降冰片烯烯丙酰氧基肉桂酸酯、聚降冰片烯氟肉桂酸酯、聚降冰片烯氯肉桂酸酯和聚降冰片烯二肉桂酸酯的至少一種；然而，本發明不限于此。此外，基于光學取向層的組合物，光反應聚合物的量可為0.05-10重量份、1-10重量份或0.1-10重量份。當光反應聚合物的量滿足上述數值范圍時，可以獲得具有良好的取向性能的光學取向層。
[0090]可以使用能引發自由基反應的任何光引發劑，并且優選水溶性光引發劑。例如，可使用可購自Ciba-Geigy C0.的IRGACURE 2959 (2_羥基-1_[4-(2_羥基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮)、IRGA⑶RE 500 (1-羥基-環己基-苯基-酮+苯甲酮)、IRGA⑶RE754(氧苯基-乙酸2_[2_氧代-2-苯基-乙酸氧基-乙氧基]-乙基酷和氧苯基-乙酸2[2_羥基乙氧基]-乙基酯)或IRGACURE 0XE02 (1-(1_6_苯甲酰基-9-乙基-9H-咔唑-3-基)亞乙基氨基氧)乙酮；然而，本發明不限于此。基于用于光學取向層的組合物，光引發劑的量為0.01-5重量份 。當光引發劑的量滿足上述數值范圍時，可以預期因多官能單體的交聯反應效果，并且可以提高液晶的取向性能。
[0091]所述溶劑可包括能夠溶解所述多官能單體和光反應聚合物的任何溶劑，并且不特別限制溶劑的種類。例如，所述溶劑可包括，例如，有機溶劑，如鹵化烴，包括氯仿、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯等；芳香烴，包括苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯等；酮，包括丙酮、甲乙酮、環己酮、環戊酮等；醇，包括異丙醇、正丁醇等；溶纖劑，包括甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑等；水；或者上述溶劑的混合物。
[0092]所述交聯劑可包括醛化合物、二醛化合物、異氰酸酯化合物等；然而，本發明不限于此。在此，醛化合物或二醛化合物可包括，例如，丙烯醛、乙二醛、2-甲基丙烯醛、2-氧代丙醛、戊二醛等；然而，本發明不限于此。此外，異氰酸酯化合物可包括，例如，2-異氰酸基乙基2-甲基丙烯酸酯、1，4- 二異氰酸基丁烷、1，4- 二異氰酸基苯、1，3- 二異氰酸基苯等；然而，本發明不限于此。可以單獨使用交聯劑或者使用它們兩種以上的混合物。
[0093]此外，基于用于取向層的組合物的總量，交聯劑的量可為0-2重量份，并且優選可為0.01-2重量份。當交聯劑的量滿足上述數值范圍時，可以充分地引發交聯反應。因此，溶液穩定性良好，并且可以獲得均勻的涂覆性能。特別地，在進行取向處理后，液晶的取向性能良好。
[0094]然后，可以通過本領域公知的用于形成液晶層的方法來形成液晶層。例如，將液晶化合物溶液涂覆在經摩擦處理的取向層上并固定液晶化合物溶液。[0095]液晶化合物溶液的涂覆可以通過本領域公知的常用方法來進行，例如線涂法、棒涂法、旋涂法等。
[0096]在涂覆液晶化合物溶液后，可進行干燥步驟以除去剩余的溶劑。在這種情況下，干燥步驟可以在25°C_120°C下進行至少I分鐘。不具體限定干燥溫度或干燥時間，但是，當考慮到改善液晶取向性能和防止缺陷的產生時，可以優選上述干燥條件。
[0097]可以進行固定以固定液晶的取向。例如，可以通過暴露于紫外光來聚合和固化液晶化合物從而進行固定。在這種情況下，可以在空氣中或者在阻斷氧氣的氮氣氛中進行對紫外光的暴露以提高反應效率。通常，可以使用強度為80w/cm以上的中壓或高壓汞紫外燈或金屬鹵化物燈。可以在基底和紫外燈之間安裝冷光鏡或另一種冷卻裝置(coolingmeans)以使液晶層的表面溫度在暴露于紫外光時可以在具有液晶態的溫度范圍內。[0098]同時,對于液晶化合物溶液,可以使用本領域常用的任何液晶化合物溶液；然而，本發明不限于此。例如，可以使用通過將聚合的液晶化合物和光引發劑溶解在有機溶劑中獲得的液晶化合物溶液。
[0099]在這種情況下，作為聚合的液晶化合物，可以使用具有通過光反應可聚合的丙烯酸酯基并且為本領域公知的材料；然而，本發明不限于此。例如，可以使用在室溫或高溫下顯示向列型或膽留型液晶相的低分子量液晶，如氰基聯苯、氰基苯基環己烷、氰基苯基酯、苯甲酸苯基酯和苯基嘧啶丙烯酸酯。這些材料可以單獨使用或者以其兩種以上的組合使用。液晶化合物溶液中聚合的液晶化合物的量沒有具體限定，并且基于100重量份的液晶化合物溶液，其可為5-70重量份,并且優選可為5-50重量份。當聚合液的晶化合物的量滿足上述數值范圍時，可以顯著減少污點的產生。此外，可以防止因缺少溶劑造成的聚合的液晶化合物的沉淀。
[0100]此外，可以使用本領域公知的任何光引發劑；然而，本發明不限于此。例如，可以使用IRGACURE 907等。基于100重量份的包含在液晶化合物溶液中的聚合的液晶化合物，光引發劑的量可優選為3-10重量份。當光引發劑的量滿足上述數值范圍時，通過將其暴露于紫外光可以充分固化液晶化合物溶液，并且可以防止因光引發劑造成的液晶取向的改變。
[0101]此外，只要不抑制液晶的取向，除了光引發劑，液晶化合物溶液可以按場合需要進一步包含手性試劑、表面活性劑、聚合單體、聚合物等。
[0102]同時，用于制備液晶化合物溶液的有機溶劑可包含，例如，鹵化烴，包括氯仿、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯等；芳香烴，包括苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯等；酮，包括丙酮、甲乙酮、環己酮、環戊酮等；醇，包括異丙醇、正丁醇等；溶纖劑，包括甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑等；然而，本發明不限于此。這些化合物可以單獨使用或者以其兩種以上的混合物使用。
[0103]根據本發明的第三個方面，提供一種包括所述光學膜的偏光板。根據本發明的偏光板可包括，例如，偏光片，以及設置在所述偏光片的至少一個表面上的本發明的光學膜。更特別地，根據本發明的偏光板可包括通過在偏光片的至少一個表面上逐一堆疊丙烯酸系膜、底漆層、取向層和液晶層而獲得的光學膜。
[0104]由此獲得的根據本發明的偏光板可優選地具有35%_45%的透光率和98%以上的偏光度。
[0105]根據本發明的第四個方面，提供一種包括所述偏光板的顯示器件。[0106]所述顯示器件可包括液晶顯示器件和包括上述光學膜或偏光板的任何種類的器件；然而，本發明不限于此。除了包括使用根據本發明的水性底漆組合物形成的底漆層之外，所述顯示器件具有本領域已知的相同構造。例如，所述顯示器件可為包括液晶盒、設置在液晶盒的兩個表面的本發明的偏光板和背光單元的液晶顯示器件。
[0107]【【具體實施方式】】
[0108]實施例1
[0109]將50g的聚氨酯樹脂乳液(CK-PUD-F，Chokwang-聚氨酯分散體，包含10%固體含量的乳液)和Illg的水性聚乙烯醇溶液(日本合成化學，Z200，包含4.5%固體含量的水溶液)以及0.5g的膠態氧化硅(Ranco C0.，包含20%固體含量的水性溶液)混合以制備其中聚氨酯樹脂和聚乙烯醇的固體含量比例為1:1的水性底漆組合物。然后在電暈處理過的丙烯酸系膜(LG化學，GP-膜)上用#9棒將該水性底漆組合物涂覆為厚度1，OOOnm。涂覆后，在100°C下進行干燥步驟5分鐘以獲得包括在其上形成的底漆層的丙烯酸系膜。
[0110]然后，將2重量份的作為光反應聚合物的5-降冰片烯-2-甲基-(4-甲氧基肉桂酸酯)、2重量份的作為多官能單體的二季戊四醇六丙烯酸酯和0.5重量份的作為光引發劑的IRGA⑶RE 0XE02(瑞士，Ciba-Geigy C0.)溶解在環戊酮中以制備光學取向層的組合物。
[0111]然后，通過線棒將用于光學取向層的組合物涂覆在丙烯酸系膜的底漆層上，使其干燥后的厚度為lOOnm。干燥步驟通過熱空氣在70°C的干燥烘箱中進行2分鐘。然后，使用強度為80w/cm的高壓萊燈作為光源并將Moxtek C0.生產的線柵偏光板插在光源和取向層之間以發射偏振紫外光來進行取向處理，并且曝光步驟以3米/分鐘的速度進行一次。通過暴露于紫外光來固化組合物，并且進行摩擦處理以使固化的取向層的表面上具有取向性能以完成取向層。
[0112]然后，將通過把固體含量為95重量份的A-PLATE(Merck C0.，用于平面取向的包含Merck C0.的氰基聯苯、氰基苯基`環己烷和氰基苯基酯丙烯酸酯的液晶混合物)和5重量份的作為光引發劑的IRGACURE 907(瑞士，Ciba-Geigy C0.)溶解在甲苯中(以使基于100重量份的總溶液固體含量為25重量份)而制備的聚合的液晶化合物溶液涂覆在取向層上，以使其干燥后的厚度為I μ m，在60°C的干燥烘箱中熱空氣干燥2分鐘，并使用強度為80w/cm的高壓汞燈通過暴露于非偏振紫外光來固化以獲得液晶層。
[0113]實施例2
[0114]除了用#5棒將水性底漆組合物涂覆成500nm的厚度之外，進行與實施例1所述相同的步驟來制造光學膜。
[0115]實施例3
[0116]除了用#3棒將水性底漆組合物涂覆成200nm的厚度之外，進行與實施例1所述相同的步驟來制造光學膜。
[0117]實施例4
[0118]除了使用其中將聚氨酯樹脂與聚乙烯醇的固體含量比控制到1:0.5的水性底漆組合物形成底漆層之外，進行與實施例1所述相同的步驟來制造光學膜。
[0119]實施例5
[0120]除了使用其中將聚氨酯樹脂與聚乙烯醇的固體含量比控制到1:0.1的水性底漆組合物形成底漆層之外，進行與實施例1所述相同的步驟來制造光學膜。[0121]對比實施例1
[0122]除了使用不包含聚乙烯醇的水性底漆組合物形成底漆層之外，進行與實施例1所述相同的步驟來制造光學膜。
[0123]對比實施例2
[0124]除了使用不包含聚氨酯樹脂的水性底漆組合物形成底漆層之外，進行與實施例1所述相同的步驟來制造光學膜。
[0125]對比實施例3
[0126]除了使用其中將聚氨酯樹脂與聚乙烯醇的固體含量比控制到1:4的水性底漆組合物形成底漆層之外，進行與實施例1所述相同的步驟來制造光學膜。
[0127]實驗
[0128]1、粘附性
[0129]通過ASTM中規定的劃格實驗法來評價丙烯酸系基底和取向層之間以及取向層和液晶膜之間的粘附性。用刀以Imm的距離將液晶膜的表面劃格切成棋盤的線條形狀。然后，把玻璃紙膠粘帶粘附到劃格(cross-cut)上，然后分離并觀察液晶膜是粘附狀態或者是分離狀態以評價粘附性。結果顯示在下表1中。O表示完全粘附，X表示部分分離或完全分 離。
[0130]2、取向性能
[0131]通過肉眼觀察在光學取向層上形成的液晶層的取向性能。當未觀察到取向時定為X，而當觀察到取向時定為O (即使有一點偏差)。結果顯示在下表1中。
[0132]表1
[0133]
【權利要求】
1.一種水性底漆組合物，其包含: 100重量份的聚氨酯樹脂； 1-100重量份的聚乙烯醇； 0.1-10重量份的水分散性顆粒；和 余量的水。
2.根據權利要求1所述的水性底漆組合物，其中，基于100重量份的所述水性底漆組合物，固體含量的量為1_50重量份。
3.根據權利要求1所述的水性底漆組合物，其中，所述聚氨酯樹脂的重均分子量為10，000-200，000 的范圍內。
4.根據權利要求1所述的水性底漆組合物，其中，所述聚氨酯樹脂包含羧基。
5.根據權利要求1所述的水性底漆組合物，其中，所述聚氨酯樹脂是通過多元醇與異氰酸酯的反應獲得的。
6.根據權利要求1所述的水性底漆組合物，其中，所述聚乙烯醇的重均分子量為2，000-40，000。
7.根據權利要求1所述的水性底漆組合物，其中，所述水分散性顆粒為選自氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯和銻的至少一種材料的無機顆粒。
8.根據權利要求1所述的水性底漆組合物，其中，所述水分散性顆粒為選自基于硅的樹脂、基于氟的樹脂、(甲基)丙烯酸系樹脂、交聯聚乙烯醇和三聚氰胺樹脂的至少一種材料的有機顆粒。
9.根據權利要求1所述的水性底漆組合物，其中，所述水分散性顆粒的平均直徑為IOnm 至 200nm。
10.一種光學膜，其包含使用根據權利要求1所述的水性底漆組合物在丙烯酸系膜的至少一個表面上形成的底漆層。
11.根據權利要求10所述的光學膜，其中，所述底漆層的厚度為50nm至1，OOOnm。
12.根據權利要求10所述的光學膜，其進一步包含: 形成在所述底漆層上的取向層；和 形成在所述取向層上的液晶層。
13.—種偏光板,其包括根據權利要求10-12中任一項所述的光學膜。
14.一種顯示器件，其包括根據權利要求13所述的偏光板。
【文檔編號】G02F1/13GK103890113SQ201380002118
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2012年5月30日
【發明者】沈花燮, 柳秀英, 李南貞 申請人:Lg化學株式會社