專利名稱：光學膜和含有該光學膜的電子信息器件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光學膜以及含有該光學膜的偏振板和信息技術器件，該光學膜 具有優異的耐熱性和光學透明性、低霧度及優異的光學性能，并且不易破碎且具有優異 的機械強度和耐用性。本申請要求享有于2008年4月30日和2009年1月9日向KIPO提交的韓國專 利申請第10-2008-0040843號和第10-2009-0002070號的優先權，其公開內容通過引入的 方式全部并入本文。
背景技術：
近來，隨著光學技術的發展，已經提出并出售用來替代現有布勞恩管(bnmn tube)的使用各種方法的顯示技術，例如等離子體顯示面板(PDP)、液晶顯示器(LCD) 等。要求用于顯示器的聚合物材料具有更高的性能。例如，在液晶顯示器的情況下，隨 著薄膜化的發展趨勢，亮度、圖片區域的擴大、寬視角、高對比度、對圖片色調隨視角 變化的抑制以及圖片顯示的均一性尤其被認為是重要的問題。因此，使用了諸如偏振膜、偏振片保護膜、延遲膜、塑料基板、導光板等的各 種聚合物膜，并且作為液晶，開發了各種模式的液晶顯示器，例如扭曲向列(TN)、超扭 曲向列(STN)、垂直取向(VA)、面內切換(IPS)液晶盒。因為這些液晶盒都具有固有的 液晶取向，所以確保了其固有的光學各向異性，并且為了補償光學各向異性，已經提出 了通過拉伸各種聚合物而使其具有延遲功能的膜。具體而言，因為液晶顯示器利用高的雙折射性能和液晶分子取向，雙折射率隨 著視角而不同，所以圖片的顏色和亮度會改變。因此，要求根據液晶分子的種類進行延 遲補償。例如，因為大多數以垂直取向方式使用的液晶分子的厚度折射率大于液晶顯示 表面的平均面內折射率，因此為了對其進行補償，要求使用厚度折射率的延遲性比平均 面內折射率小的補償膜。另外，光不會穿過兩個相互垂直的偏振板的正面，但是如果角度傾斜，兩個偏 振板的光軸不相互垂直，那么就會發生漏光。為了對此進行補償，需要具有面內延遲的 補償膜。另外，使用液晶的顯示器件要求既進行厚度延遲補償又進行面內延遲補償，以 拓寬視角。延遲補償膜的要求是容易控制雙折射率。然而，膜的雙折射率是由材料本身的 基本雙折射率和膜中聚合物鏈的取向形成的。聚合物鏈的取向大部分通過從外部施加的 力來強制實現或者由材料本身的性能引起，并且通過施加外力使分子取向的方法是單軸 或雙軸拉伸聚合物膜。在相關領域中，需要開發出滿足上述性能要求的聚合物材料，以使其應用在顯 示器中。
發明內容
技術問題本發明的一個目的是提供一種光學膜以及含有該光學膜的偏振板和信息技術器 件，所述光學膜具有優異的光學性能和光學透明性，以及低霧度，在進行拉伸過程時不 易破碎(不像基于丙烯酸酯的膜那樣容易破碎)，且具有優異的機械強度、可加工性和耐 用性(如耐熱性)，且特別是，無論如何拉伸，具有低的面內延遲和厚度延遲的絕對值和 低的光彈性系數的絕對值。技術方案本發明提供了一種光學膜，其包含基于芳香族的單元，所述基于芳香族的單 元包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部分；和基于苯乙烯的單元，所述基于苯乙烯的單元 包含一種或多種基于苯乙烯的衍生物，其中，無論如何拉伸，面內延遲(Rm)和厚度延遲 (Rth)的絕對值為IOnm以下。在此，面內延遲(Rm)和厚度延遲(Rth)由下列公式定義。Rm = (nx-ny) XdRth = [(nx+ny)/2-nz]Xd在公式1和2中，nx是所述膜的面內折射率中最大的折射率，ny是垂直于所述膜的面內折射率 的方向上的折射率，nz是所述膜的厚度折射率，以及d是所述膜的厚度。此外，本發明提供了一種偏振板，其包括偏振片；和光學膜，該光學膜置于 所述偏振片的至少一面上。此外，本發明提供了一種含有所述偏振板的液晶顯示器件。
此外，本發明提供了 一種含有所述偏振板的信息技術器件。有益效果根據本發明的光學膜具有優異的光學性能和光學透明性，以及低霧度，在進行 拉伸過程時不易破碎(不像基于丙烯酸酯的膜那樣容易破碎)，且具有優異的機械強度、 可加工性和耐熱性，且無論如何拉伸，具有低的面內延遲和厚度延遲的絕對值和低的光 彈性系數的絕對值。因此，該光學膜可用于當延遲和光彈性系數均低的情況下，如偏振 片的保護膜。
圖1為圖示隨實施例中制得的膜的寬度方向的延遲分布的圖。
具體實施例方式根據本發明的光學膜包含基于芳香族的單元，所述基于芳香族的單元包含具 有含羥基部分的鏈和芳香族部分；和基于苯乙烯的單元，所述基于苯乙烯的單元包含一 種或多種基于苯乙烯的衍生物，并且無論如何拉伸，所述光學膜的面內延遲(Rm)和厚度 延(Rth)的絕對值為IOnm以下，且優選為5nm以下。此外，優選地，無論如何拉伸，根 據本發明的光學膜的光彈性系數的絕對值為3X10_12m7N以下。因為根據本發明的光學膜的面內延遲和厚度延遲小，所以可以將延遲值小的偏振片保護膜和光學膜有效地應用于所需用途。此外，由于根據本發明的光學膜的光彈性 系數低，因此由外應力引起的延遲值的變化小，從而可以減少漏光現象。優選地，所述基于芳香族的單元與基于苯乙烯的單元的含量的摩爾比在65 75 100的范圍內。此外，優選地，所述基于芳香族的單元與基于苯乙烯的單元的含量 的重量比在45 55 100的范圍內。采用上述范圍內的組合物，容易獲得上述延遲值 和光彈性系數。根據本發明的光學膜可進一步包含基于(甲基)丙烯酸酯的單元，所述基于(甲 基)丙烯酸酯的單元包含一種或多種基于(甲基)丙烯酸酯的衍生物。此外，優選地，所述基于芳香族的單元和基于苯乙烯的單元的含量的總量與所 述基于(甲基)丙烯酸酯的單元的含量的重量比在1 99 50 50的范圍內。上述范 圍內的組合物有利于獲得上述延遲值和光彈性系數。所述含有一種或多種基于(甲基)丙烯酸酯的衍生物的基于(甲基)丙烯酸酯的 單元、包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部分的基于芳香族的單元以及含有一種或多種 基于苯乙烯的衍生物的基于苯乙烯的單元可以各自被包含在不同的化合物中，或者上述 單元中的兩種或更多種單元可被包含在一種化合物中。本發明中，所述基于(甲基)丙烯酸酯的單元提供了微小的負面內延遲(Rm)和 微小的厚度延遲(Rth)，所述包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部分的基于芳香族的單元 提供了正面內延遲(Rm)性和正厚度延遲(Rth)性，而所述基于苯乙烯的單元提供了強的 負面內延遲(Rin)和負厚度延遲(Rth)。在此，負面內延遲指的是與拉伸方向垂直的最高 面內折射率，正面內延遲指的是拉伸方向上的最高面內折射率，負厚度延遲指的是厚度 延遲大于面內平均折射率，以及正厚度延遲指的是面內平均折射率大于厚度延遲。由于 上述單元的延遲特性，光學膜的延遲特性可取決于各組分的組成、拉伸方向、拉伸比和 諸如單軸或雙軸拉伸的拉伸方法而改變。因此，在本發明中，在通過適當結合各組分的 組成而進行拉伸工藝的同時，可以獲得所述單元的雙折射互相彌補的效果。因此，本發 明中，由于所述膜維持光學折射率各向同性，可以提供面內延遲和厚度延遲的絕對值為 IOnm的膜和幾乎不具有剩余延遲的光學膜。此外，根據本發明的樹脂組合物能夠提供一種光學膜，不像容易破碎的基于丙 烯酸酯的膜，該光學膜具有優異的機械性能。此外，所述基于(甲基)丙烯酸酯的單元能 夠提供優異的光學性能，并且所述基于(甲基)丙烯酸酯的單元能夠提供與含有基于(甲 基)丙烯酸酯的單元的化合物的優異混溶性。此外，由于根據本發明的樹脂組合物能夠 根據包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部分的基于芳香族的單元的含量來控制光彈性系 數的值，因此可以制造由外應力引起的延遲值的改變小的膜。根據本發明光學膜可進一步包含具有環狀部分的基于環的單元。所述具有環狀 部分的基于環的單元可被包含在基于(甲基)丙烯酸酯的單元、包含具有含羥基部分的鏈 和芳香族部分的基于芳香族的單元和基于苯乙烯的單元中的至少一種中，并且可被包含 在如下的化合物中該化合物不同于包含基于(甲基)丙烯酸酯的單元、包含具有含羥 基部分的鏈和芳香族部分的基于芳香族的單元和基于苯乙烯的單元中的至少一種的化合 物。具有環狀部分的基于環的單元可賦予膜優異的耐熱性。根據本發明的一個實施方式，可以使用含有基于(甲基)丙烯酸酯的單元與具有環狀部分的基于環的單元的共聚物，含有基于(甲基)丙烯酸酯的單元與基于苯乙烯的單 元的共聚物，含有基于苯乙烯的單元與具有環狀部分的基于環的單元的共聚物，以及含 有基于(甲基)丙烯酸酯的單元、包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部分的基于芳香族的 單元和基于苯乙烯的單元的共聚物。此時，上述聚合物可包括兩種或更多種類型的單元 中的至少一種。作為一個具體實例，可以使用含有基于(甲基)丙烯酸酯的單元(如(甲基)丙 烯酸甲酯)與具有環狀部分的基于環的單元(如N-環己基馬來酰亞胺)的共聚物，即聚 (N-環己基馬來酰亞胺-共_(甲基)丙烯酸甲酯)。此外，可以使用含有基于苯乙烯的 單元(苯乙烯)與基于環的單元(如馬來酸酐)的共聚物。此外，可以使用含有甲基丙 烯酸甲酯(作為基于(甲基)丙烯酸酯的單元)、苯乙烯和α -甲基苯乙烯(作為基于苯 乙烯的單元)、和N-環己基馬來酰亞胺(作為基于環的單元)的共聚物。此外，可以使 用含有甲基丙烯酸甲酯(作為基于(甲基)丙烯酸酯的單元)、苯乙烯或α -甲基苯乙烯 (作為基于苯乙烯的單元)和N-環己基馬來酰亞胺與馬來酸酐(作為基于環的單元)的 共聚物。然而，提供上述實例用來說明本發明，但是不構成對本發明的限制。對各單元的含量沒有特別限定，且考慮到各成分的作用，為了獲得所需的面內 延遲、厚度延遲、光學性能、機械性能、透明性、混溶性等，可以確定各單元的含量。 例如，所述基于(甲基)丙烯酸酯的單元、包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部分的基 于芳香族的樹脂、基于苯乙烯的單元和基于環的單元的含量可選擇在約0.1 99wt%的范 圍內。具體而言，優選地，基于(甲基)丙烯酸酯的單元的含量在約50 98wt%的范 圍內，優選地，包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部分的基于芳香族的樹脂的含量在約 0.5 約40wt%的范圍內，且優選地，基于苯乙烯的單元的含量在約0.5 約30wt%的范 圍內。優選地，基于環的單元的含量在約0.5 約45wt%的范圍內。在本發明中，含有基于(甲基)丙烯酸酯的單元、包含具有含羥基部分的鏈和芳 香族部分的基于芳香族的單元、基于苯乙烯的單元和基于環的單元的化合物可為均聚物 或共聚物，并且在本發明的范圍內，該化合物可進一步包含除了基于(甲基)丙烯酸酯的 單元、包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部分的基于芳香族的單元、基于苯乙烯的單元 和基于環的單元以外的單元。所述共聚物可以是無規或嵌段共聚物。在本發明中，應該理解的是，基于(甲基)丙烯酸酯的單元可以包括(甲基)丙 烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯衍生物。具體地，作為基于(甲基)丙烯酸酯的單體，可以 是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、 甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸苯甲酯等，但是本發明并不受其上的限制。特別地，最 優選使用甲基丙烯酸甲酯(MMA)。在本發明中，作為含有基于(甲基)丙烯酸酯的單元的化合物，可以使用包含基 于(甲基)丙烯酸酯的單元和具有環狀部分的基于環的單元的共聚物。在含有基于(甲 基)丙烯酸酯的單元和具有環狀部分的基于環的單元的共聚物中，基于(甲基)丙烯酸酯 的單元的含量在約50 99wt%的范圍內，且優選在約70wt% 約98wt%的范圍內，并 且該具有環狀部分的基于環的單元的含量在約1 50wt%的范圍內，且優選在約2 約 30wt%的范圍內。當具有環狀部分的基于環的單元的含量為下時，有利于降低 膜的霧度值。
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在包含基于(甲基)丙烯酸酯的單元和具有環狀部分的基于環的單元的共聚物 中，具有環狀部分的基于環的單元起到提高膜的耐熱性的作用。下面將描述具有環狀部 分的基于環的單元的實例。然而，最優選地，與基于(甲基)丙烯酸酯的單元一起包含 在共聚物中的具有環狀部分的基于環的單元是含有馬來酰亞胺部分的基于馬來酰亞胺的 單元。該基于馬來酰亞胺的單元可以包含來自于N-環己基馬來酰亞胺、N-苯基馬來酰 亞胺、N-甲基馬來酰亞胺、N-丁基馬來酰亞胺等的環狀部分，但是本發明并不受其上的 限制。特別地，最優選其包含源于N-環己基馬來酰亞胺的環狀部分。包含基于(甲基)丙烯酸酯的單元和具有環狀部分的基于環的單元的共聚物可以 通過諸如本體聚合法、溶液聚合法、懸浮聚合法、乳液聚合法等的方法制備，該方法使 用諸如基于(甲基)丙烯酸酯的單體和如基于馬來酰亞胺的單體的基于環的單體。在本發明中，優選地，包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部分的基于芳香族的 單元的數均分子量在1,500 2,000,000g/mOl的范圍內。優選該基于芳香族的樹脂包含 基于苯氧基的樹脂。在這里，所述基于苯氧基的樹脂包含這樣的結構其中至少一個氧 基團連接到苯環上。例如，包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部分的基于芳香族的單元 可以包含一種或多種由下述通式1表示的單元。該包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部 分的基于芳香族的單元含有5 10,000個下述通式1的單元，優選含有5 7,000個下述 通式1的單元，且更優選含有5 5,000個下述通式1的單元。在當所述包含具有含羥基 部分的鏈和芳香族部分的基于芳香族的單元包含兩種或更多種下述通式1的單元的情況 下，它們可以以無規形式、交替形式或嵌段形式被包含。[通式1]
權利要求
1.一種光學膜，其包含基于芳香族的單元，所述基于芳香族的單元包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部 分；和基于苯乙烯的單元，所述基于苯乙烯的單元包含一種或多種基于苯乙烯的衍生 物，其中，無論如何拉伸，由下列公式定義的面內延遲(Rm)和厚度延遲(Rth)的絕對值為 IOnm以下Rm = (nx-ny) X d，Rth = [ (nx+ny) /2_nz] X d nx是所述膜的面內折射率中最大的折射率， ny是垂直于所述膜的面內折射率！^的方向上的折射率， nz是所述膜的厚度折射率，以及 d是所述膜的厚度。
2.如權利要求1所述的光學膜，其中，在所述光學膜中，無論如何拉伸，光彈性系數 的絕對值為3X 10_12m2/N以下。
3.如權利要求1所述的光學膜，其進一步包含一種或多種基于(甲基)丙烯酸酯的單元，該基于(甲基)丙烯酸酯的單元包括基于 (甲基)丙烯酸酯的衍生物。
4.如權利要求1所述的光學膜，其中，所述基于芳香族的單元與基于苯乙烯的單元的 含量的摩爾比在65 75 100的范圍內。
5.如權利要求1所述的光學膜，其中，所述基于芳香族的單元與基于苯乙烯的單元的 含量的重量比在45 55 100的范圍內。
6.如權利要求3所述的光學膜，其中，所述基于芳香族的單元和基于苯乙烯的單元的 含量的總量與所述基于(甲基)丙烯酸酯的單元的含量的重量比在1 99 50 50的 范圍內。
7.如權利要求1所述的光學膜，其進一步包含 具有環狀部分的基于環的單元。
8.如權利要求7所述的光學膜，其中，所述環狀部分選自馬來酸酐、馬來酰亞胺、戊 二酐、戊二酰亞胺、內酯和內酰胺中。
9.如權利要求3所述的光學膜，其中，所述基于(甲基)丙烯酸酯的單元是(甲基) 丙烯酸酯衍生物與具有環狀部分的基于環的單元的共聚物。
10.如權利要求9所述的光學膜，其中，所述基于環的單元的環狀部分選自馬來酸 酐、馬來酰亞胺、戊二酐、戊二酰亞胺、內酯和內酰胺中。
11.如權利要求9所述的光學膜，其中，基于所述共聚物的重量，所述共聚物中的 (甲基)丙烯酸酯衍生物的含量在約50% 約99%的范圍內。
12.如權利要求1所述的光學膜，其中，所述基于苯乙烯的單元是苯乙烯衍生物與具 有環狀部分的基于環的單元的共聚物。
13.如權利要求12所述的光學膜，其中，所述基于環的單元的環狀部分選自馬來酸 酐、馬來酰亞胺、戊二酐、戊二酰亞胺、內酯和內酰胺中。
14.如權利要求12所述的光學膜，其中，基于所述共聚物的重量，所述共聚物包含約 30% 約99%的基于苯乙烯的衍生物和約 約70%的基于環的單元。
15.如權利要求1所述的光學膜，其中，所述基于苯乙烯的單元與一種或多種基于(甲基)丙烯酸酯的單元一起形成共聚物。
16.如權利要求1所述的光學膜，其中，所述基于芳香族的單元包括基于苯氧基的樹脂。
17.如權利要求16所述的光學膜，其中，所述基于芳香族的單元的數均分子量在 1,500 2,000,000g/mol 的范圍內。
18.如權利要求1所述的光學膜，其中，所述基于芳香族的單元包含5 10,000個至 少一種類型的由通式1表示的單元[通式1]
19.如權利要求3所述的光學膜，其中，所述基于(甲基)丙烯酸酯的單元是(甲基) 丙烯酸酯衍生物與馬來酰亞胺的共聚物，所述基于芳香族的單元包括5 10,000個由化 學式6表示的單元，并且所述基于苯乙烯的單元是苯乙烯衍生物與馬來酸酐的共聚物[化學式6]
20.如權利要求19所述的光學膜，其中，基于樹脂的重量，所述(甲基)丙烯酸酯衍 生物與馬來酰亞胺的共聚物的含量在約50% 約99%的范圍內；基于樹脂的重量，所述 基于芳香族的單元的含量在約0.5% 約40%的范圍內；以及基于樹脂的重量，所述苯乙 烯衍生物與馬來酸酐的共聚物的含量在約0.5% 約30%的范圍內。
21.如權利要求3所述的光學膜，其中，所述基于(甲基)丙烯酸酯的單元是(甲基) 丙烯酸酯衍生物與具有環狀部分的基于環的單元的共聚物，并且所述基于苯乙烯的單元 是苯乙烯衍生物與具有環狀部分的基于環的單元的共聚物。
22.如權利要求3所述的光學膜，其中，所述光學膜包含所述基于(甲基)丙烯酸酯 的單元、基于苯乙烯的單元與基于環的單元的共聚物。
23.如權利要求1所述的光學膜，其中，所述光學膜為偏振片的保護膜。
24.—種偏振板，其包括 偏振片；禾口根據權利要求1 23中任一項所述的光學膜，該光學膜置于所述偏振片的至少一面上。
25.一種液晶顯示器件，其包括 權利要求24所述的偏振板。
26.—種信息技術器件，其包括根據權利要求1 23中任一項所述的光學膜。
全文摘要
本發明涉及一種光學膜以及含有該光學膜的偏振板和信息技術器件，該光學膜包含基于芳香族的單元，所述基于芳香族的單元包含具有含羥基部分的鏈和芳香族部分；和基于苯乙烯的單元，所述基于苯乙烯的單元包含一種或多種基于苯乙烯的衍生物，并且無論如何拉伸，面內延遲(Rin)和厚度延遲(Rth)的絕對值為10nm以下。
文檔編號C08J5/18GK102015848SQ200980115225
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月30日 優先權日2008年4月30日
發明者嚴準槿, 曹沙鋎, 李南貞, 李宗勛, 李敏熙, 金東烈 申請人:Lg化學株式會社