专利名称：水性底涂料组合物,包含该组合物的偏振板以及制备包含底涂料层的光学膜的方法
技术领域：
相关申请的交叉引用本发明要求于2010年9月20日向韩国知识产权局提交的第10-2010-00拟685号和2011年8月23日提交的第10-2011-0083998号韩国专利申请的优先权，并在此将其公开的内容通过引用方式并入本申请。本发明涉及一种水性底涂料组合物，包含所述水性底涂料组合物的偏振板，以及制备包含底涂料层的光学膜的方法。具体而言，本发明涉及一种用于具有良好粘合性和透明度的光学膜的水性底涂料组合物，包含所述水性底涂料组合物的偏振板，以及制备包含底涂料层的光学膜的方法。
背景技术：
通常地，偏振板具有如图1所示的堆叠结构。参考图1，偏振板包括偏振片1和使用由聚乙烯醇(PVA)水溶液制备的水性粘合剂2附着到偏振片1的两侧的三乙酰纤维素 (TAC)膜3。如果这样的偏振板在没有额外的补偿膜的情况下用于面内转换(IPQ型液晶显示器，则IPS型液晶显示器的视角很窄。在此情况下，为了增加IPS型液晶显示器的视角，两个偏振板TAC膜之一可以由在厚度和表面方向上基本上没有相位差的零延迟TAC(Z-TAC) 膜替换。然而，由于TAC膜基本上都易被水汽侵蚀，Z-TAC膜在长时间使用时，因其尺寸变化而导致耐久性很差。由于这个原因，已尝试使用由环烯烃树脂或者丙烯酸树脂形成的耐潮湿并具有低相位差的膜。特别地，已知丙烯酸膜在成本以及光学性能和耐久性方面具有优势。在使用TAC膜作为保护膜制造偏振板的情况下，水性PVA粘合剂通常用于使TAC 膜结合至PVA偏振片上。在此情况下，在TAC膜的表面上进行碱处理或者电晕处理以增加粘合强度。然而，在使用丙烯酸膜和PVA粘合剂制造偏振板的情况下，很难通过碱处理或者电晕处理获得想要的粘合强度。如果通常的TAC膜用碱处理或者电晕处理，亲水基团(如羟基)被引入到TAC膜的表面，由于在亲水基团和PVA粘合剂之间的氢键，可以轻易地确保TAC膜和PVA粘合剂之间的结合强度。另一方面，在丙烯酸膜用电晕处理或者等离子体处理的情况下，并不能确保在丙烯酸膜和PVA偏振片之间的足够的结合强度。可使用紫外线(UV)可固化的丙烯酸粘合剂使丙烯酸膜结合至偏振片。然而，在此情况下，需要额外的固化步骤，且由于使用易挥发的易燃单体，还可能需要防爆装置。此外， 通常的水性PVA粘合剂可以通过控制固含量和工艺而形成为具有约IOOnm厚的薄层，但难以使UV可固化的丙烯酸粘合剂形成为厚度约Imm以下的层。因此，包含丙烯酸粘合层的偏振板可能由于丙烯酸粘合层的脆性的增加而破裂。此外，即使在丙烯酸粘合剂可以和丙烯酸膜牢固地结合的情况下，丙烯酸粘合剂也可能不会牢固地结合至偏振片。包括大量的酸官能团的粘合剂可以牢固地结合至偏振片。然而，这可能导致腐蚀和损害工作环境。
因此，需要一种用于改进工艺效率而不改变现有粘合剂的包含底涂料层的丙烯酸膜。此外，需要开发一种具有牢固粘合性能的透明的底涂料组合物。
发明内容
本发明的一个实施方式提供了一种用于增强基底材料和粘合层之间的结合强度， 同时不影响光学膜的透明度的底涂料组合物。本发明的另一个实施方式提供了一种偏振板，其中，由所述底涂料组合物形成的底涂料层位于偏振片和光学膜之间。本发明的另一个实施方式提供了一种制备包含底涂料层的光学膜的方法。根据本发明的一个实施方式，其提供了一种底涂料组合物，包括对于每100重量份的底涂料组合物，1至30重量份的聚氨酯聚合物，0. 1至10重量份的水分散性颗粒，以及余量的水。所述聚氨酯聚合物可具有30，000至100，000之间的重均分子量。所述底涂料组合物可包括3至20重量份的聚氨酯聚合物。所述聚氨酯聚合物可包含羧酸基团。所述聚氨酯聚合物可以通过多元醇和异氰酸酯反应而得到。所述多元醇可以是选自聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚碳酸酯二醇中的至少一种。所述异氰酸酯可以是选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4_ 二苯基甲烷二异氰酸酯 (MDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、联甲苯胺二异氰酸酯(tolydine diisocyanate) (TODI)、 六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、对苯二异氰酸酯、反式环己烷、 1，4_ 二异氰酸酯和二甲苯二异氰酸酯O(DI)中的至少一种。所述水分散性颗粒可以包括选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆和氧化锑中的至少一种无机氧化物。所述水分散性颗粒可以包括选自硅树脂、氟树脂、(甲基)丙烯酸树脂、交联聚乙烯醇(PVA)和三聚氰胺树脂中的至少一种。 所述水分散性颗粒可以具有IOnm至200nm之间的平均粒径。根据本发明的另一个实施方式，其提供了一种包含在其至少一侧上形成的底涂料层的光学膜，其中，所述底涂料层是由权利要求1至10中任一项所述的底涂料组合物形成的。所述底涂料层可以具有40°至100°之间的表面水接触角。所述所述光学膜可以是丙烯酸膜。所述丙烯酸膜可包括包含(甲基)丙烯酸烷基酯单元和苯乙烯单元的共聚物； 以及在其主链上包含碳酸酯部分的芳香树脂。所述丙烯酸膜可包括(甲基)丙烯酸烷基酯单元；苯乙烯单元；被至少一个羰基取代的3元至6元杂环单元；以及丙烯腈单元。所述底涂料层可具有50nm至IOOOnm之间的厚度。根据本发明的另一个实施方式，其提供了一种偏振板，包括偏振片；以及附着于所述偏振片的一侧或两侧的光学膜，其中，由根据权利要求1至10中任一项所述的底涂料组合物形成的底涂料层位于所述光学膜的至少一侧。
5
粘合层可以在偏振片的一侧或两侧上形成，且粘合层可以由PVA树脂形成。根据本发明的另一个实施方式，其提供了一种制备包含底涂料层的光学膜的方法，该方法包括以权利要求1至10中任一项所述的底涂料组合物涂布光学膜的至少一侧； 以及干燥涂布了所述底涂料组合物的所述光学膜。该方法进一步包括以选自碱处理、电晕处理和等离子体处理中的表面处理方法处理所述光学膜的至少一侧。
本发明的上述和其他方面、特点和其他优势将通过以下详细描述和附图更加清楚地被理解，其中图1是图示说明现有技术的偏振板的图；图2是图示说明了根据本发明的一个实施方式的偏振板的图；以及图3是图示说明了根据本发明的另一个实施方式的偏振板的图。
具体实施例方式现将参考附图详述本发明的示范性实施方式。本发明提供了一种底涂料组合物，用于改进在光学膜和粘合层之间的结合强度， 并制备一种具有良好的耐水性的偏振板。本发明的底涂料组合物可以是水溶性的，且在此情况下，可以不使用防爆装置。本发明的底涂料组合物包括对于每100重量份的底涂料组合物，1至30重量份的聚氨酯聚合物；0. 1至10重量份的水分散性颗粒；以及余量的水。例如，对于每100重量份的底涂料组合物，底涂料组合物可包括3至20重量份的聚氨酯聚合物。在另一个实施例中，对于每 100重量份的底涂料组合物，底涂料组合物可包括5至15重量份的聚氨酯聚合物。术语“余量的水”用于说明底涂料组合物包含在上述范围内的聚氨酯聚合物和水溶性颗粒，同时水构成底涂料组合物的其余部分以组成底涂料组合物的100wt%。对于每100重量份的底涂料组合物，如果聚氨酯聚合物的浓度小于1重量份，则底涂料组合物的粘合性可能较低。对于每100重量份的底涂料组合物，如果聚氨酯聚合物的浓度大于30重量份，则底涂料组合物的粘度可能很高，导致难以在涂布工艺期间使底涂料组合物平坦，而且可能要花很长时间干燥底涂料组合物。对于每100重量份的底涂料组合物，如果水分散性颗粒的浓度小于0. 1重量份，则当膜被辊压时，包含底涂料组合物的膜可能彼此不会滑动，从而膜可能被撕裂。对于每100 重量份的底涂料组合物，如果水分散性颗粒的浓度大于10重量份，则如果水分散性颗粒的平均粒径为50nm以上，由于透明膜的雾度增加，难以通过使用该底涂料组合物制造出具有雾度0.3以下的透明膜。所述聚氨酯聚合物的重均分子量可以在10，000至100，000之间。如果聚氨酯聚合物的重均分子量小于10，000，底涂料组合物的粘合强度较低，且如果聚氨酯聚合物的重均分子量大于100，000，则难以制备水分散的氨基甲酸酯。所述聚氨酯聚合物可包含羧酸基团。在这种情况下，当制备聚氨酯聚合物时，产生阴离子以有助于聚氨酯聚合物在水中的分散，从而使聚氨酯聚合物与偏振片更紧密地接触。包含羧基的聚氨酯聚合物可以通过多元醇、聚异氰酸酯和具有游离羧基的扩链剂之间的反应而得到。具有羧基的扩链剂的例子包括二羟基羧酸和二羟基丁二酸。所述二羟基羧酸可以是包括二羟甲基烷基酸的二烷基醇烷基酸，如二羟甲基乙酸、二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸和二羟甲基戊酸。所列的二羟基羧酸的例子可以单独使用或者混合使用。聚氨酯聚合物通过多元醇和聚异氰酸酯之间的反应而得到。多元醇可以是每个分子包含两个或者多个羟基的任意一种多元醇。多元醇的例子包括聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚碳酸酯二醇。多元醇可以是选自所列材料中的至少一种。也就是说，多元醇可以是所列材料中的一种或者其两种以上的组合。多元醇可以是选自乙二醇、1，2-丙酮二醇、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' -二羟基苯基丙烷、4， 4' - 二羟基甲基甲烷0，4' -dihydroxylmethylmetane)、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、 二丙二醇、聚丙二醇、1，4_环己烷二甲醇、1，4_环己二醇、双酚A、双酚F、甘油、1，1，1-三羟甲基丙烷、1，2，5_己三醇、季戊四醇、葡萄糖、蔗糖和山梨糖醇中的至少一种。聚酯多元醇可以通过多元酸和多元醇之间的反应而得到。多元酸的例子包括芳香族二羧酸，如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1，4_萘二甲酸、2，5_萘二甲酸、2， 6-萘二甲酸、联苯二甲酸和四氢化邻苯二甲酸；脂肪族二羧酸，如乙二酸、丁二酸、丙二酸、 戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、亚油酸、马来酸、富马酸、中康酸和衣康酸；脂环族二羧酸，如六氢化邻苯二甲酸、四氢化邻苯二甲酸、1，3_环己烷二甲酸和1，4_环己烷二甲酸；以及活性衍生物，如其酸酐、烷基醚和酸性卤化物。所列的多元酸的例子可以单独使用或者混合使用。或者，多元酸可以是选自聚丁二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)和聚乙二醇(PEG)中的至少一种。聚碳酸酯多元醇可以是选自聚(六亚甲基碳酸酯)二醇和聚(环己烷碳酸酯)二醇中的至少一种。例如，聚醚多元醇可以通过向多羟基醇中添加环氧烷烃而通过开环聚合得到。例如，多羟基醇的例子包括乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、甘油和三羟甲基丙烷。所列的多羟基醇的例子可以单独使用或者混合使用。聚异氰酸酯可以是包含两个以上NCO基团的任意化合物。例如，聚异氰酸酯可以选自甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4_ 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、 联甲苯胺二异氰酸酯(TODI)、六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、 对苯二异氰酸酯、反式环己烷、1，4_ 二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯O(DI)和其组合中。所述聚氨酯聚合物可以通过现有技术中已知的任何方法制备。例如，聚氨酯聚合物可以通过一步法制备，其中，各组分同时相互反应，或者可以通过多步法制备，其中，各组分逐步地相互反应。如果聚氨酯聚合物包括羧基，则聚氨酯聚合物可通过多步法制备，因为可以很容易地引入羧基。在制备聚氨酯聚合物时，可以使用合适的氨基甲酸酯反应催化剂。除了上述组分以外，在制备聚氨酯聚合物时，可以使用其他的多元醇和/或其他的扩链剂。例如，其他的多元醇可以是具有三个或更多个羟基的多元醇，如山梨糖醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷和季戊四醇。其他扩链剂的例子包括二醇，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_己二醇和丙二醇；脂肪族二胺，如乙二胺、 丙二胺、己二胺、1，4- 丁二胺和氨乙基乙醇胺；脂环族二胺，如异佛尔酮二胺和4，4- 二环己基甲烷二胺；以及芳香族二胺，如二甲苯二胺和甲苯二胺。此外，在制备聚氨酯聚合物时，可以使用中和剂。中和剂可以改进聚氨酯聚合物在水中的稳定性。中和剂的例子包括氨水、N-甲基吗啉、三乙胺、二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇炔、吗啉、三丙胺、乙醇胺和三异丙醇胺。所列的中和剂的例子可以单独使用或者混合使用。聚氨酯聚合物可以通过使用不与聚异氰酸酯反应但能够溶于水的有机溶剂制备。 所述有机溶剂的例子包括酯类溶剂，如乙酸乙酯和乙二醇单丁醚乙酸酯；酮类溶剂，如丙酮，丁酮和甲基异丁基酮；以及醚类溶剂，如二氧六环四氢呋喃。所列的有机溶剂的例子可以单独使用或者混合使用。可以使用任何合适的可分散性颗粒作为本发明中的水分散性颗粒。例如，在水中可分散的颗粒可以用作水分散性颗粒。例如，可以使用无机颗粒或者有机颗粒作为水分散性颗粒。所述无机颗粒的例子包括无机氧化物，如二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆和氧化锑。所述有机颗粒的例子包括硅树脂、氟树脂、(甲基)丙烯酸树脂、交联聚乙烯醇和三聚氰胺树脂。例如，由于二氧化硅合适的防结块性能、高透明度、抗雾性能、耐着色性和对偏振板的光学性能的较低影响，可以使用二氧化硅作为水分散性颗粒。此外，由于二氧化硅在底涂料组合物中的良好分散以及在分散状态下能保持稳定，使用二氧化硅可以有效地形成底涂料层。水分散性颗粒可以具有IOnm至200nm之间的平均粒径(主要平均颗粒粒径)。例如，水分散性颗粒可以具有20nm至70nm之间的平均粒径。如果水分散性颗粒的平均粒径小于10·，则由于高表面能而劣化溶液稳定性，从而水分散性颗粒可能在底涂料溶液中沉淀。另一方面，如果水分散性颗粒的平均粒径大于200nm，则水分散性颗粒可能不均勻分散， 且可能在底涂料溶液中发生局部的团聚，由于团聚大于可见光的波长GOOnm至SOOnm)，由此，具有400nm以上波长的光可能发生散射，从而增加雾度。如果水分散性颗粒具有上述范围内的平均粒径，则可能在底涂料层上适当地形成凹凸结构，从而有效地减少在底涂料层和丙烯酸膜之间和/或在底涂料层之间的摩擦力。结果是改进了防结块性能。由于本发明的底涂料组合物是水性组合物，水分散性颗粒作为水分散剂混合。例如，在使用二氧化硅作为水分散性颗粒的情况下，可以使用胶体二氧化硅作为水分散性颗粒。可以使用市售的胶体氧化硅产品SNOWTEX系列(Nissan化学工业株式会社)、AEROSIL 系列(Airproducts)、EPOSTAR系列(Nihon催化剂株式会社)、SOLIOSTAR RA系列和LSH系列(Ranco)。本发明还提供了一种光学膜，其中，在其至少一侧覆盖了由上述的底涂料组合物形成的底涂料层。底涂料层的表面具有40°至100°之间的水接触角。例如，水接触角可以是50° 至90°之间。在另一个实施例中，水接触角可以是60°至80°之间。如果水接触角小于40°，由于底涂料层是高度亲水性的，底涂料层可能与偏振片的碘反应而破坏碘的排列。这可能导致颜色性能的劣化和偏光度的降低。另一方面，如果水接触角大于100°，由于底涂料层是疏水性的，可能难以使底涂料层接触偏振片。光学膜可能具有单层结构或者包含两个以上层的多层结构。在后一种情况下，各层可能通过使用相同的材料或者不同的材料堆叠。在本发明中，术语“光学膜”适用于说明膜用于光学用途。例如，术语“光学膜”包括具有80%以上的光学透明度的透明膜。此外， 如果膜适用于具体光学元件，如偏振片，术语“光学膜”也包括具有50%以下的光学透明度的膜。具体而言，光学膜可以是包括(甲基)丙烯酸酯树脂的丙烯酸膜。例如，包括(甲基)丙烯酸酯树脂的膜可以通过将含有(甲基)丙烯酸酯树脂作为主要组分的成型材料通过挤出形成。所述丙烯酸膜可包括具有(甲基)丙烯酸烷基酯单元和苯乙烯单元的共聚物； 以及在其主链上包含碳酸酯部分的芳香树脂。或者，所述丙烯酸膜可以包括(甲基)丙烯酸烷基酯单元；苯乙烯单元；被至少一个羰基取代的3元至6元杂环单元；以及丙烯腈单元。或者，丙烯酸膜可以由具有内酯结构的丙烯酸树脂形成。具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸酯树脂的例子为在日本早期公开专利申请第 2000-230016、2001-151814和2002-120326号中公开的具有内酯环结构的(甲基)丙烯酸酯树脂。在韩国专利公开第10-2009-0115040号中公开的树脂组合物是具有芳香环的(甲基)丙烯酸酯树脂的例子。公开的树脂组合物包括(a)包含至少一个(甲基)丙烯酸酯衍生物的(甲基)丙烯酸酯单元；(b)包含具有含羟基部分和芳香部分的链的芳香单元；以及(c)包含至少一个苯乙烯衍生物的苯乙烯单元。单元(a)至(c)可以作为单独的共聚物包含在树脂组合物中，或者单元(a)至(c)中的两个以上可以作为共聚物包含在树脂组合物中。对形成(甲基)丙烯酸酯树脂膜的方法没有特别的限制。例如，可以通过合适的方法充分混合如(甲基)丙烯酸酯树脂、聚合物和添加剂的材料，从而形成热塑性树脂组合物，然后可以形成热塑性树脂组合物的膜。在另一个实施例中，可以单独制备如(甲基) 丙烯酸酯树脂溶液、聚合物溶液和添加剂溶液的溶液，并使它们互相混合从而使用混合的溶液形成膜。热塑性树脂组合物可以通过以下步骤得到使用如混合勻质仪的合适的搅拌器使上述原材料预混合；捏合并挤出混合物。混合物可以通过任何搅拌器捏合并挤出。例如，可以使用单轴挤出机、双轴挤出机或压力捏合机。膜形成方法的例子包括溶液流延法、熔融挤出法、压延法，且可以使用压缩方法。 可以合意地使用溶液流延法或熔融挤出法以形成膜。在溶液流延法中可以使用的溶剂的例子包括芳香烃，如苯、甲苯和二甲苯；脂肪烃，如环己烷和萘烷；酯，如乙酸乙酯和乙酸丁酯；酮，如丙酮、丁酮和甲基异丁基酮；醇，如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲基纤维素、乙基纤维素和丁基纤维素；醚，如四氢呋喃和二氧六环；卤化烃，如二氯甲烷、氯仿和四氯化碳；二甲基甲酰胺；以及二甲亚砜。所列的溶剂可以单独使用或者混合使用。
例如，可以使用鼓式流延机、带式流延机或旋转涂布机作为进行溶液流延法的仪器。熔融挤出方法的例子包括T模法和吹胀法。膜可以在150°C至350°C之间的温度范围内形成。例如，膜可以在200 0C至300 0C之间的温度范围内形成。在使用T模法形成膜的情况下，T模可以安装在单轴或者双轴挤出机的前端上，以辊压挤出的膜。在这种情况下，当膜被挤出或者辊压时，膜可以通过调整膜的辊压部分的温度而在挤出的方向上被单轴拉伸(取向)。或者，膜可以同时或者依次地在垂直于挤出方向的方向(双轴取向)上双轴拉伸(取向)。丙烯酸膜可以是非取向的膜或者是取向的膜。在后一种情况下，丙烯酸膜可以是单轴取向的膜或者双轴取向的膜。如果丙烯酸膜是双轴取向的膜，丙烯酸膜可同时在双轴方向取向或者依次在双轴方向取向。如果丙烯酸膜是双轴取向的膜，则丙烯酸膜的质量可由于机械强度的改进而改进。取向的丙烯酸膜可以包括另一种热塑性树脂，以防止相位差的增加，并保持光学各向同性。当丙烯酸膜由热塑性树脂组合物形成时，丙烯酸膜可以在接近于热塑性树脂组合物的玻璃化转变温度的温度下被拉伸。例如，丙烯酸膜可以在(玻璃化转变温度_30°C)至 (玻璃化转变温度+100°C)之间的温度范围内被拉伸。在另一个实施例中，丙烯酸膜可以在(玻璃化转变温度-20°C )至(玻璃化转变温度+80°C )之间的温度范围内被拉伸。如果丙烯酸膜的拉伸温度低于(玻璃化转变温度_30°C)，丙烯酸可能拉伸不充分。另一方面， 如果丙烯酸膜的拉伸温度高于(玻璃化转变温度+100°C )，由于树脂组合物的流动，丙烯酸膜可能不能稳定地被拉伸。拉伸比是基于面积比确定的，且丙烯酸膜可以具有1. 1至25之间的拉伸比。例如， 拉伸比可以是1. 3至10之间。如果丙烯酸膜的拉伸比小于1. 1，丙烯酸膜的耐久度可能由于不充分的拉伸而不能得以改进。此外，如果丙烯酸膜的拉伸比超过25，拉伸的效果可能不能如预期增加。丙烯酸膜可以在10% /min至20，000% /min的拉伸速率下被拉伸。例如，丙烯酸膜可以在100% /min至10,000% /min的拉伸速率下被拉伸。如果拉伸速率小于10% / min，可能花费过多的时间充分拉伸丙烯酸膜，导致增加了丙烯酸膜的制造成本。另一方面， 如果拉伸速率大于20，000% /min，丙烯酸膜可能被撕裂。在丙烯酸膜被拉伸以后，丙烯酸膜可以被热处理(退火)，从而稳定丙烯酸膜的光学各向异性性能和机械性能。热处理的条件没有具体限制。例如，可以在现有技术中已知的条件下进行热处理。对光学膜可以进行表面处理以改进粘合性能。例如，可以在光学膜的至少一侧上进行碱处理、电晕处理和等离子体处理中的至少一项。本发明还提供了包含偏振片和光学膜的偏振板。在此，由上述的底涂料组合物形成的底涂料层在所述光学膜的至少一侧上形成，且所述光学膜附着到所述偏振片的一侧或者两侧上。例如，本发明提供了如图2和图3所示的偏振板。参考图2和图3，偏振片位于光学膜3和4之间，且由底涂料组合物形成的底涂料层5位于偏振片1与光学膜3和4的至少一个之间。底涂料组合物和可以涂布底涂料组合物的光学膜已在上文中描述。粘合层可以在偏振片的一侧或者两侧上形成。在本发明中，粘合层可以由PVA树脂形成。如果粘合层由包括乙酰乙酰基的变性PVA树脂形成，则粘合层的粘合性能可以进一步增强。例如，粘合层可以由Nippon合成化学工业株式会社制造的Gohsefimer Z-100、 Z-200、Z-200H、Z-210、Z-220、Z-320形成。然而，可以用于形成粘合层的材料不仅限于此。在本发明中，底涂料层可以在以下层之间形成具有约90°的水接触角的高度疏水的丙烯酸膜；以及水性的粘合剂或者具有50°以下的水接触角的高度亲水的偏振片，从而通过在具有不同表面性能的两个极性膜和偏振片之间的缓冲功能改进粘合性能。本发明的偏振板可具有35%至45%之间的光学透明度和98以上的偏光度。本发明还提供了一种制备包含底涂料层的光学膜的方法。该方法包括在所述光学膜的至少一侧上涂布底涂料组合物；以及干燥所述光学膜。所述光学膜已在上述说明书中描述。光学膜可以通过使用杆式涂布法或者凹版印刷法，和/或间断涂布机由底涂料组合物涂布，从而形成底涂料层。底涂料层可具有50nm至1，OOOnm之间的厚度。例如，底涂料层可具有IOOnm至800nm之间的厚度。在另一个实施例中，底涂料层可具有200nm至500nm 之间的厚度。如果底涂料层的厚度小于50nm，不能得到足够的粘合性能。另一方面，如果底涂料层的厚度大于l，000nm，不能充分干燥底涂料层，或者，由于水分散性颗粒掩盖在底涂料层中，水分散性颗粒的滑动性能可能不合适。例如，光学膜的干燥可使用对流烘箱在100°C至120°C之间的温度范围内进行一至五分钟，但并不限于此。干燥温度可以根据底涂料组合物的涂布工艺在上述范围内变化。 如果光学膜是取向膜，干燥温度可以保持在等于或者低于光学膜的玻璃化转变温度(Tg)。 如果光学膜的干燥是在拉伸光学膜的同时进行，干燥温度可以设置为拉伸温度，其等于或低于光学膜的分解温度(Td)。此外，可以对光学膜进行表面处理，以改进粘合性能。在此情况下，所述方法可以进一步包括在所述光学膜的至少一侧上进行碱处理、电晕处理和等离子体处理中的至少一个。特别地，如果光学膜是不包含内酯环的丙烯酸膜，其需要在光学膜上进行这样的表面处理。根据本发明，包含底涂料组合物的偏振板由于底涂料组合物的合适的光学透明度而不会降低光学透明度，且偏振板的耐久性因底涂料组合物提供的合适的粘合性能而得以改进。特别地，即使在底涂料组合物涂布于偏振板的情况下，光学透明度、偏光度和偏振板的颜色性能均在与使用没有底涂料组合物的PVA粘合剂的情况下基本相同的方式变化。 因此，所述底涂料组合物可以在无须改变工艺条件的情况下用在批量生产线中。可以使用本发明的底涂料组合物和偏振板制造不同的电子器件，如液晶显示器。 即，本发明的底涂料组合物和偏振板的用途不仅限于此。也就是说，由底涂料组合物形成的底涂料层可以用在现有技术中已知的电子器件中。现将参考实施例详细地描述本发明。然而，下列实施例仅供于描述本发明，且本发明不限于以下的实施例。实施例1底涂料处理的丙烯酸膜按照如下方法制备通过以下步骤制备10wt%的底涂料组合物混合33. 3g的CK-PUD-F (Chokwang-聚氨酯分散物具有30%固含量的水溶液)、 1. 4g的胶体二氧化硅(具有20%固含量的水溶液)和65. 3g的纯水；使用#3杆将底涂料组合物涂布到电晕处理的丙烯酸膜上至约300nm的厚度；并在100°C下干燥丙烯酸膜五分钟。使用具有50 μ m厚的AX膜产品(由Nippon Shokubai制造)作为丙烯酸膜，且丙烯酸膜在50W/m2/min的条件下进行电晕处理以制备电晕处理的丙烯酸膜。按照以下步骤制备偏振板。将PVA粘合剂涂布到偏振片的两侧。底涂料处理的丙烯酸膜位于偏振片的一侧，且碱处理的TAC膜位于偏振片的另一侧。然后，底涂料处理的丙烯酸膜、偏振片和TAC 膜使用压力辊受压，并在80°C下用热空气处理五分钟。实施例2除了 IOwt %的底涂料组合物是通过混合33. 3g的CK_PUD_F (Chokwang-聚氨酯分散物具有30%固含量的水溶液)、1.4g的胶体二氧化硅(具有20%固含量的水溶液)和 65. 3g的纯水；并使用#5杆将底涂料组合物涂布到电晕处理的丙烯酸膜上至约500nm的厚度以外，以与实施例1中相同的方式制备偏振板。实施例3除了 IOwt %的底涂料组合物是通过混合33. 3g的SUPERFLEX210 (Nippon Shokubai-聚氨酯分散物具有30%固含量的水溶液)、1. 4g的胶体二氧化硅(具有20% 固含量的水溶液)和65. 3g的纯水；并使用#5杆将底涂料组合物涂布到电晕处理的丙烯酸膜上至约500nm的厚度以外，以与实施例1中相同的方式制备偏振板。对比实施例1除了 4. 5wt%的PVA水溶液是通过在纯水中溶解PVA树脂(平均聚合度2400，且皂化度99. 9% )；且使用#5杆将PVA水溶液涂布到电晕处理的丙烯酸膜上至500nm厚以外，以与实施例1中相同的方式制备偏振板。对比实施例2除了使用#5杆将IOwt %的底涂料组合物(WLS 202 =DIC-聚氨酯分散物)涂布到电晕处理的丙烯酸膜上至500nm厚以外，以与实施例1中相同的方式制备偏振板。对比实施例3除了未以底涂料组合物处理以外，以与实施例1中相同的方式制备偏振板。实验实施例1 偏振板的粘合性能和耐水性评价1.粘合性能按照以下方法评价偏振板的粘合性能。在固定丙烯酸膜的2厘米宽的部分以后， 使用TA. XT. Plus结构分析仪(由Mable Micro Systems制造)观察到5厘米长的丙烯酸膜的90度剥离。其结果示于下表1中。在需要3. 0N/2cm以上以从偏振板剥离丙烯酸膜的情况下，偏振板在再加工工序中可以安全地从面板上脱离。2.耐水性按照以下方法评价偏振板的耐水性。使用粘合剂将偏振板的一侧附着到玻璃板上，并将附着到玻璃板上的偏振板浸入到60°C的热水浴中八小时。然后观察偏振板的收缩和丙烯酸膜(丙烯酸保护膜)的剥离。其结果示于下表1中。[表1]
权利要求
1.一种底涂料组合物，其包括对于每100重量份的底涂料组合物，1至30重量份的聚氨酯聚合物，0. 1至10重量份的水分散性颗粒，以及余量的水。
2.根据权利要求1所述的底涂料组合物，其中，所述聚氨酯聚合物具有30，000至 100，000之间的重均分子量。
3.根据权利要求1所述的底涂料组合物，其中，所述底涂料组合物包括3至20重量份的聚氨酯聚合物。
4.根据权利要求1所述的底涂料组合物，其中，所述聚氨酯聚合物包含羧酸基团。
5.根据权利要求1所述的底涂料组合物，其中，所述聚氨酯聚合物是通过使多元醇与异氰酸酯反应得到的。
6.根据权利要求5所述的底涂料组合物，其中，所述多元醇是选自聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚碳酸酯二醇中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的底涂料组合物，其中，所述异氰酸酯是选自甲苯二异氰酸酯 (TDI)、4，4_ 二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、联甲苯胺二异氰酸酯 (TODI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、对苯二异氰酸酯、反式环己烷、1，4_ 二异氰酸酯和二甲苯二异氰酸酯O(DI)中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的底涂料组合物，其中，所述水分散性颗粒包括选自二氧化硅、 二氧化钛、氧化铝、氧化锆和氧化锑中的至少一种无机氧化物。
9.根据权利要求1所述的底涂料组合物，其中，所述水分散性颗粒包括选自硅树脂、氟树脂、(甲基)丙烯酸树脂、交联聚乙烯醇(PVA)和三聚氰胺树脂中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的底涂料组合物，其中，所述水分散性颗粒具有IOnm至200nm 之间的平均粒径。
11.一种包含在其至少一侧上形成的底涂料层的光学膜，其中，所述底涂料层是由权利要求1至10中任一项所述的底涂料组合物形成的。
12.根据权利要求11所述的光学膜，其中，所述底涂料层的表面水接触角在40°至 100°之间。
13.根据权利要求11所述的光学膜，其中，所述光学膜为丙烯酸膜。
14.根据权利要求13所述的光学膜，其中，所述丙烯酸膜包括包含(甲基)丙烯酸烷基酯单元和苯乙烯单元的共聚物；以及在其主链上包含碳酸酯部分的芳香树脂。
15.根据权利要求13所述的光学膜，其中，所述丙烯酸膜包括(甲基)丙烯酸烷基酯单元；苯乙烯单元；被至少一个羰基取代的3元至6元杂环单元；以及丙烯腈单元。
16.根据权利要求11所述的光学膜，其中，所述底涂料层具有50nm至1，OOOnm之间的厚度。
17.一种偏振板，其包括偏振片；以及附着于所述偏振片的一侧或两侧的光学膜，其中，由根据权利要求1至10中任一项所述的底涂料组合物形成的底涂料层位于所述光学膜的至少一侧。
18.根据权利要求17所述的偏振板，其中，所述底涂料层的表面水接触角在40°至 100°之间。
19.根据权利要求17所述的偏振板，其中，所述光学膜为丙烯酸膜。
20.根据权利要求17所述的偏振板，其中，所述丙烯酸膜包括 包含(甲基)丙烯酸烷基酯单元和苯乙烯单元的共聚物；以及在其主链上包含碳酸酯部分的芳香树脂。
21.根据权利要求17所述的偏振板，其中，所述丙烯酸膜包括(甲基)丙烯酸烷基酯单元；苯乙烯单元；被至少一个羰基取代的3元至6元杂环单元；以及丙烯腈单元。
22.根据权利要求17所述的偏振板，其中，在所述偏振片的一侧或两侧上形成粘合层。
23.根据权利要求22所述的偏振板，其中，所述粘合层是由聚乙烯醇(PVA)树脂形成的。
24.根据权利要求17所述的偏振板，其中，所述底涂料层具有50nm至1，OOOnm之间的厚度。
25.一种制备包含底涂料层的光学膜的方法，该方法包括以权利要求1至10中任一项所述的底涂料组合物涂布光学膜的至少一侧；以及干燥涂布了所述底涂料组合物的所述光学膜。
26.根据权利要求25所述的方法，该方法进一步包括以选自碱处理、电晕处理和等离子体处理中的表面处理方法处理所述光学膜的至少一侧。
全文摘要
本发明涉及一种水性底涂料组合物，包含所述水性底涂料组合物的偏振板，以及制备包含底涂料层的光学膜的方法。对于每100重量份的底涂料组合物，所述底涂料组合物包括1至30重量份的聚氨酯聚合物，0.1至10重量份的水分散性颗粒，以及余量的水。所述偏振板位于光学膜和由底涂料组合物形成的底涂料层之间。该方法包括以底涂料组合物涂布光学膜的至少一侧；以及干燥涂布了所述底涂料组合物的所述光学膜。所述底涂料组合物具有良好的粘合性能，且可以在不降低偏振板的透明度且不需要额外的工序或者设备的情况下包含在偏振板中。
文档编号G02B1/10GK102417807SQ201110289760
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者徐银美, 李南贞, 沈花燮, 金范锡 申请人:Lg化学株式会社