光學膜及其製備方法

2023-05-17 16:21:41

專利名稱：光學膜及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種光學膜及其製備方法，更具體地講，涉及一種具有出眾的熱穩定 性、韌性和低霧度的光學膜及其製備方法，所述光學膜可有利地用於包括顯示器件(例如 LCD)的電子器件中。本申請要求於2008年6月3日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第 2008-0051993號的優先權，其公開的內容在此引入作為參考。
背景技術：
近來，隨著光學技術的發展，已經建議用多種顯示技術來替代常規的陰極射線管 (CRT)，並且市場上多種類型的顯示器件，例如等離子體顯示面板(PDP)、液晶顯示器(IXD) 和有機/無機發光顯示器(ELD)等都是市售可得的。在上述顯示器中，已建議使用多種類 型的塑料膜並且對其性能已提出很高要求。例如，為了獲得又薄又輕的LCD並且提高顯示 性能，在偏振板、延遲膜、塑料基板和光導板等中使用了多種類型的塑料膜。通常，偏振板具有如下的結構其中，通過由基於聚乙烯醇的水溶液製備的水溶粘 合劑將用作保護膜的三乙醯纖維素膜(下文，稱作「TAC膜」)層壓到偏振片上。然而，用作 偏振片的聚乙烯醇膜和用作偏振片保護膜的TAC膜的耐熱性和防潮性差。因此，如果在高 溫或高溼氣氛下長時間使用由這些膜製備的偏振板，其偏振度會降低，所述偏振片和保護 膜會彼此分離，並降低其光學性能。因此，這種偏振板在其應用中受到多種限制。另外，對 於TAC膜，隨著環境溫度/溼度的變化，面內延遲(Rin)和厚度延遲(Rth)發生極大的變化。 尤其是，對於在傾斜方向上的入射光延遲的變化是巨大的。如果將包括具有上述特性的TAC 膜的偏振板用於LCD作為保護膜，則會存在隨著環境溫度/溼度的變化視角特性發生變化 的問題，因而降低圖像質量。另外，對於TAC膜，隨著環境溫度/溼度的變化，尺寸的變化是 巨大的，並且光彈性係數也比較高，因此，在耐熱和防潮環境下評價了耐久性以後，會在局 部發生延遲特性的變化，從而不利地影響圖像質量。作為彌補TAC膜的不利因素的材料，甲基丙烯酸酯樹脂(methacrylic resin)眾 所周知。然而，公知甲基丙烯酸酯樹脂具有容易斷裂和分裂的特性。還公知這種特性在偏 振板的製備過程中會在輸送方面產生問題並導致生產率差。另外，當其中丙烯酸酯樹脂用 作膜的材料時，會存在需要使用既昂貴又難於操作的澆鑄方法的問題。對於延遲膜，由基於苯乙烯的樹脂製備的膜是一種顯示光學各向同性的材料，當 所述膜被拉伸或取向時，折射率在垂直於取向方向上增加。公知基於苯乙烯的樹脂是一種 通過拉伸工藝用於製備具有正厚度延遲(Rth)的膜的材料。另外，基於苯乙烯的樹脂具有極 好的經濟效益和透明性的優點。然而，除了其中使用昂貴的特定單體來製備以外，基於苯乙 烯的樹脂存在耐熱性不足和機械強度差的問題。另外，當其中延遲膜是通過拉伸聚碳酸酯 樹脂來製備時，能夠提供充分的延遲功能；然而，延遲對拉伸度的變化是巨大的並且難於提 供具有均勻和穩定的延遲功能的膜。

發明內容
技術問題本發明的一個方面提供了一種光學膜及其製備方法，所述光學膜能夠用容易和經 濟的擠出工藝製備，其具有極好的耐熱性、韌性和低霧度性能，由於在被拉伸前其優異的光 學各向同性，其能夠用於多種用途，包括偏振片保護膜，並且因為在被拉伸後其能夠提供均 勻和穩定的延遲，其可以被用作延遲膜。技術方案根據本發明的一個方面，本發明提供了一種光學膜，其包括丙烯酸酯樹脂 (acrylic resin)；以及基於100重量份的所述丙烯酸酯樹脂，20-65重量份的含有基於共 軛二烯的橡膠的至少兩種接枝共聚物，其中，至少兩種所述接枝共聚物具有不同的粒徑。根據本發明的另一個方面，本發明提供了一種光學膜的製備方法，其包括製備樹 脂組合物，該樹脂組合物包含丙烯酸酯樹脂，以及基於100重量份的所述丙烯酸酯樹脂， 20-65重量份的含有基於共軛二烯的橡膠的至少兩種接枝共聚物，其中，至少兩種所述接枝 共聚物具有不同的粒徑；以及使用所述樹脂組合物形成膜。根據本發明的另一個方面，本發明提供了一種通過拉伸所述光學膜製備的延遲膜。根據本發明的另一個方面，本發明提供了一種包括所述光學膜或延遲膜的電子器 件。有益效果根據本發明的光學膜具有優異的耐熱性和韌性並且顯示優異的光學性能，包括低 霧度。而且，由於在被拉伸前其優異的各向同性，其能夠用於多種用途，包括偏振片保護膜， 因此可取代昂貴的TAC膜。此外，在被拉伸後其能夠提供均勻和穩定的延遲，因此其能夠被 用作延遲膜。另外，因為根據本發明的光學膜能夠通過容易和經濟的擠出工藝製備，與僅由 丙烯酸酯樹脂製備的現有膜相比其具有優異的效果。
具體實施例方式現在將詳細描述本發明的示例性實施方式。根據本發明的實施方式的光學膜包含丙烯酸酯樹脂；以及基於100重量份的所 述丙烯酸酯樹脂，20-65重量份的含有基於共軛二烯的橡膠的至少兩種接枝共聚物，其中， 至少兩種所述接枝共聚物具有不同的粒徑。因為用於圖像顯示器件(例如LCD)的膜材料需要對UV輻射等具有高耐熱性和高 穩定性，公知所述的膜材料不包含含有雙鍵的基於共軛二烯的化合物。因此，現有技術中沒 有這樣的例子為了製備用於需要耐熱性的用途(包括如LCD圖像顯示器件)的膜，基於 100重量份的丙烯酸酯樹脂(用作基體樹脂)，使用多到20-65重量份的含有基於共軛二烯 的橡膠的衝擊改性劑。然而，本發明發現，當以具有特定的結構的共聚物形式使用基於共軛 二烯的橡膠組分，同時控制聚合物的組分和組分比，可以提高包含基於共軛二烯的化合物 的膜的韌性，並且可以避免公知的由基於共軛二烯的化合物引起的穩定性和耐熱性降低的 問題。在本發明中，基於100重量份的作為基體的丙烯酸酯樹脂，可包含20-65重量份的含有基於共軛二烯的橡膠組分的接枝共聚物。如果包含的接枝共聚物的量小於20重量份， 則會降低光學膜的韌性，並且如果包含的接枝共聚物的量大於65重量份，膜的加工會變得 困難，並且會增加膜的霧度，以及降低膜的玻璃化轉變溫度。在本發明中，至少兩種所述含有基於共軛二烯的橡膠的接枝共聚物優選具有不同 的粒徑。這裡使用的術語「粒徑」指接枝共聚物的核組分的粒徑。為了提高膜的韌性，提高接枝共聚物的粒徑是有利的，但是在此種情況下，存在著 以下的問題由膜的表面粗糙度(external roughness)的增加使光學膜的總霧度增加了。 尤其是，膜的霧度主要歸因於通過從膜的表面突出的橡膠所引起的粗糙度。然而，在本發明中，通過使用具有相對較大粒徑的接枝共聚物連同使用具有相對 較小粒徑的接枝共聚物，在保持其粗糙度的同時可以降低膜的總霧度。即，本發明的特徵在 於在改進膜的韌性的同時，為了降低膜的表面粗糙度使用具有不同粒徑的接枝共聚物。膜 的韌性和表面粗糙度會隨著使用的接枝共聚物的種類發生輕微的變化。因此，考慮到膜的 韌性和粗糙度之間的關係取決於接枝共聚物的種類，通過以合適的比例使用具有不同粒徑 的橡膠，可以在不損害膜的韌性的情況下降低膜的表面霧度(external haze)。例如，當顯示最佳韌性的接枝共聚物的粒徑為300-400nm時，以混合物的形式使 用具有IOOnm以下的粒徑的接枝共聚物，從而可以在降低膜的表面粗糙度以降低霧度的同 時，提高膜的韌性。至少一種所述含有基於共軛二烯的橡膠組分的接枝共聚物可具有IOOnm以下的 粒徑，優選50-100nm，並且至少一種所述接枝共聚物可具有200nm以上的粒徑，優選300nm， 並更優選200-400nmo在本發明中，當使用具有50-100nm的粒徑的接枝共聚物和具有200-400nm的 粒徑的接枝共聚物作為含有基於共軛二烯的橡膠組分的接枝共聚物時，其重量比可為 45-85 15-55，優選 50-80 20-50。在本發明中，每種含有基於共軛二烯的橡膠的接枝共聚物可為含有丙烯酸酯樹脂 的基於共軛二烯的橡膠的接枝共聚物。雖然對接枝共聚物的形式沒有特別的限制，但是所 述接枝共聚物優選具有核-殼結構，其中，基於共軛二烯的橡膠組成核以及丙烯酸酯樹脂 組成圍繞所述核的殼。在接枝共聚物中，基於共軛二烯的橡膠與丙烯酸酯樹脂的重量比優選為 10-50 90-50，並更優選 15-45 85-55。如果在接枝共聚物中基於共軛二烯的橡膠的含量小於10wt%，光學膜的韌性會不 充分，如果基於共軛二烯的橡膠的含量大於50wt%，接枝共聚物的分散度會降低，因此膜的 霧度和熱膨脹係數會陡增並且還會降低膜的玻璃化轉變溫度。對在接枝共聚物中使用的基於共軛二烯的橡膠沒有特別的限制，但可為基於乙 烯-丙烯-二烯的橡膠或基於丁二烯的橡膠。優選使用基於丁二烯的橡膠。對接枝共聚物中的丙烯酸酯樹脂沒有特別的限制，但可為丙烯酸酯單體(acrylic monomer)的均聚物或共聚物；丙烯酸酯單體和芳族乙烯基單體的共聚物；丙烯酸酯單體、 芳族乙烯基單體和丙烯腈單體的共聚物；丙烯酸酯單體、芳族乙烯基單體和酸酐的共聚物； 丙烯酸酯單體、芳族乙烯基單體、丙烯腈單體和酸酐的共聚物。作為丙烯酸酯單體，可以使用在酯基的羰基和共軛的碳原子之間具有雙鍵的任何化合物，並且對其取代基沒有特別的限制。這裡使用的術語「丙烯酸酯單體」是指包括丙烯 酸酯類和丙烯酸酯衍生物，包括丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯和丁基丙烯酸烷基酯等。 丙烯酸酯單體的例子包括由以下通式1表示的化合物[通式1]
權利要求
1.一種光學膜，其包含丙烯酸酯樹脂；以及基於100重量份的所述丙烯酸酯樹脂，20-65重量份的含有基於共軛二烯的橡膠的至 少兩種接枝共聚物，其中，至少兩種所述接枝共聚物具有不同的粒徑。
2.根據權利要求1所述的光學膜，其中，至少一種所述含有基於共軛二烯的橡膠的接 枝共聚物具有IOOnm以下的粒徑，並且至少一種所述含有基於共軛二烯的橡膠的接枝共聚 物具有300nm以上的粒徑。
3.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述光學膜具有50nm以下的表面粗糙度。
4.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述光學膜具有110-130°C的玻璃化轉變溫 度、110-140°C 的熱變形溫度(Vicat)、2_8 的 MI (220°C, IOkg)、50-120 的熱膨脹係數(CTE) (ppm/k, 40-900C )、0· 5-3% 的霧度和 88-93% 的透光率。
5.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述光學膜具有O-IOnm的面內延遲和厚度方 向延遲值。
6.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述丙烯酸酯樹脂包含選自丙烯酸酯單體、 芳族乙烯基單體和丙烯腈單體的共聚物；丙烯酸酯單體、芳族乙烯基單體和酸酐的共聚物； 以及丙烯酸酯單體、芳族乙烯基單體、丙烯腈單體和酸酐的共聚物中的至少一種。
7.根據權利要求6所述的光學膜，其中，所述共聚物包含作為另外的共聚單體的選自 (甲基)丙烯酸和二醯亞胺單體中的至少一種單體，其中所述共聚物選自丙烯酸酯單體、 芳族乙烯基單體和丙烯腈單體的共聚物；丙烯酸酯單體、芳族乙烯基單體和酸酐的共聚物； 以及丙烯酸酯單體、芳族乙烯基單體、丙烯腈單體和酸酐的共聚物中。
8.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述基於共軛二烯的橡膠包括選自基於乙 烯-丙烯-二烯的橡膠和基於丁二烯的橡膠中的至少一種。
9.根據權利要求1所述的光學膜，其中，所述接枝共聚物為基於共軛二烯的橡膠和丙 烯酸酯樹脂的接枝共聚物。
10.根據權利要求9所述的光學膜，其中，在所述接枝共聚物中基於共軛二烯的橡膠與 丙烯酸酯樹脂的重量比為10-50 90-50。
11.根據權利要求9所述的光學膜，其中，所述接枝共聚物具有核-殼結構，其中，所述 基於共軛二烯的橡膠組成核而所述丙烯酸酯樹脂組成殼。
12.根據權利要求11所述的光學膜，其中，在所述接枝共聚物中基於共軛二烯的橡膠 與丙烯酸酯樹脂的重量比為10-50 90-50。
13.根據權利要求9所述的光學膜，其中，在所述接枝共聚物中的所述丙烯酸酯樹脂 包括選自丙烯酸酯單體的均聚物或共聚物；丙烯酸酯單體和芳族乙烯基單體的共聚物；丙 烯酸酯單體、芳族乙烯基單體和丙烯腈單體的共聚物；丙烯酸酯單體、芳族乙烯基單體和酸 酐的共聚物；以及丙烯酸酯單體、芳族乙烯基單體、丙烯腈單體和酸酐的共聚物中的至少一 種。
14.一種光學膜的製備方法，其包括製備樹脂組合物，其包含丙烯酸酯樹脂；以及基於100重量份的所述丙烯酸酯樹脂， 20-65重量份的含有基於共軛二烯的橡膠的至少兩種接枝共聚物，其中，至少兩種所述接枝共聚物具有不同的粒徑；以及 使用所述樹脂組合物形成膜。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，至少兩種所述含有基於共軛二烯的橡膠的接 枝共聚物具有不同粒徑。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，至少一種所述含有基於共軛二烯的橡膠的接 枝共聚物具有IOOnm以下的粒徑，並且至少一種所述含有基於共軛二烯的橡膠的接枝共聚 物具有300nm以上的粒徑。
17.—種延遲膜，其通過拉伸權利要求1-13中任一項所述的光學膜來製備。
18.根據權利要求17所述的延遲膜，所述延遲膜具有80-200nm的面內延遲值和厚度方 向延遲值。
19.一種偏振板，其包括 偏振片；以及保護膜，其設置在所述偏振片的一側或多側，其中，至少一種保護膜為權利要求1-13中任一項所述的光學膜。
20.一種電子器件，其包括權利要求1-13中任一項所述的光學膜。
21.一種電子器件，其包括權利要求17所述的延遲膜。
全文摘要
本發明提供了一種光學膜和延遲膜，其特徵在於每種膜包含丙烯酸酯樹脂；基於100重量份的所述丙烯酸酯樹脂，20-65重量份的含有基於共軛二烯的橡膠的至少兩種接枝共聚物，其中，至少兩種所述接枝共聚物具有不同的粒徑。本發明還提供了所述膜的製備方法。
文檔編號C08J5/18GK102046707SQ200980120518
公開日2011年5月4日 申請日期2009年6月3日 優先權日2008年6月3日
發明者姜秉逸, 徐在範, 李大雨, 李燦弘, 金相燮, 韓昌薰 申請人:Lg化學株式會社