具有高的对比度的防眩膜及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种防眩膜，所述防眩膜呈现出高的对比度和极佳的图像清晰度，同时具有优异的防眩性能，还涉及制备所述防眩膜的方法。更具体而言，所述防眩膜包括防眩层，该防眩层包含体积平均粒径为5-10μm的有机或无机细颗粒和光固化树脂，其中有机或无机细颗粒与光固化树脂的折射率之差为0.005-0.05，且有机或无机细颗粒的体积平均粒径和防眩层的厚度满足预定的数学式。
【专利说明】具有高的对比度的防眩膜及其制备方法
发明领域
[0001]本发明涉及具有改进的对比度和图像清晰度的防眩膜及其制备方法。
[0002]发明背景
[0003]平板显示器(FPD)(包括LCD:PDP、OLED、背投TV等)在曝露于入射光例如自然光时，在显示屏表面具有反射光，造成眼睛疲劳或头痛并使显示器中形成的图像产生视力模糊。此问题的解决方案为使用防眩膜，所述防眩膜具有凹凸不平表面结构以使入射光发生散射并且利用构成涂层的树脂与颗粒之间折射率的差异来诱导光的内部散射。
[0004]为此用途而应用于显示设备等的表面的防眩膜需要具有高清晰度和高对比度以及防眩功能。一般而言，雾度值越高，入射光散射越显著，这能够提高防眩效果。但是，这也会因光的表面散射而导致图像失真，以及因光的内部散射而导致白色斑点，因而使对比度劣化。
[0005]同样，提高图像清晰度和对比度将使防眩性能劣化；而提高防眩性能导致图形清晰度和对比度的劣化。因此，在用于高清显示器的防眩膜的制备过程中控制所述性能被视为重要的技术。
[0006]在试图寻找上述现有技术问题的解决方案的过程中，本发明的发明人已对具有优异防眩性能以及改进的对比度和图像清晰度的防眩膜进行了持续研究，从而完成本发明。
[0007]发明的详细说明
[0008]发明目的
[0009]本发明的目的在于提供一种具有优异防眩性能以及改进的对比度和图像清晰度的防眩膜及其制备方法。
[0010]技术方案
[0011]本发明提供一种防眩膜，其包括透明基底层和层压于所述透明基底层之上的防眩层。所述防眩层包含体积平均粒径为5-10 μπι的有机或无机颗粒和光固化树脂，所述光固化树脂与所述有机或无机颗粒的折射率之差为0.005-0.05。并且，所述有机或无机颗粒的体积平均粒径和防眩层的厚度满足如下数学式:
[0012][数学式]
[0013]2 X 10-2 ≤(d-T) /T ≤ 2 X KT1
[0014]在所述数学式中，d为有机或无机颗粒的体积平均粒径；且T为防眩层的干膜厚度。
[0015]本发明还提供一种制备所述防眩膜的方法。
[0016]下文中，将根据本发明的示例性实施方案给出防眩膜及其制备方法的详细说明。
[0017]在对具有优异防眩性能以及改进的对比度和图像清晰度的防眩膜的持续研究中，本发明的发明人已发现，可以通过控制防眩层中所含颗粒的体积平均粒径和防眩层的厚度以满足特定的数学式，从而制备出具有改进的对比度和图像清晰度且具有优异防眩性能的薄膜，从而完成本发明。
[0018]本发明一个示例性实施方案的防眩膜包括透明基底层和层压于所述透明基底层之上的防眩层，该防眩层包含体积平均粒径为5-10 μ m的有机或无机颗粒和光固化树脂，所述光固化树脂与所述有机或无机颗粒的折射率之差为0.005-0.05。本文中，有机或无机颗粒的体积平均粒径和防眩层的厚度满足如下数学式:
[0019][数学式]
[0020]2 X 10-2 ≤(d-T) /T ≤ 2 X KT1
[0021]在所述数学式中，d为有机或无机颗粒的体积平均粒径；且T为防眩层的干膜厚度。
[0022]换言之，在凸出于防眩层上的有机或无机颗粒具有大的凸出高度时，防眩性能可因凹凸不平的表面而得到改进。然而，此情况下，存在过量的光散射，使得难以实现对比度和图像清晰度的改进。此外，即使通过适当控制颗粒的凸出高度来改进防眩性能，仍存在图像清晰度和对比度劣化的问题。
[0023]鉴于此，本发明的发明人已研究发现，可通过控制防眩层中所含有机或无机颗粒的凸出高度以及防眩层的厚度，使其满足特定的数学式(为上述指定的数学式)，可制备具有改进的对比度和图像清晰度以及优异防眩性能的防眩膜。
[0024]此外，在本发明一个实施方案的防眩膜中，有机或无机颗粒在防眩层上的凸出部分的宽高比为1:0.03-1:0.18。
[0025]更具体而言，有机或无机颗粒的形状类似球形，部分被防眩层覆盖且部分凸出于防眩层表面。本文中所使用的术语“有机或无机颗粒的凸出部分的宽度”意指，将防眩层在水平尺度上切除有机或无机颗粒的突出部分时，假设产生的球形有机或无机颗粒的横截面的宽度。本文中所使用的术语“有机或无机颗粒的凸出部分的高度”意指，凸出于防眩层之上的颗粒的垂直长度。
[0026]有机或无机颗粒的凸出部分的宽高比优选为1:0.03-1:0.18。有机或无机颗粒的凸出部分的宽高比小于1:0.03时，导致难以实现防眩性能；而宽高比大于1:0.18时，导致防眩性能过度提高，但无法确保改进的对比度。
[0027]除了体积平均粒径之外，为了合适地诱导光散射效应，有机或无机颗粒可具有
5-10 μ m的粒径。在使用所述颗粒的情况下，防眩层的厚度优选为4.2-9.8 μ m,更优选为
4.5-9.7 μ m,最优选为4.6-9.6 μ m0如防眩层的厚度小于4.2 μ m，则防眩层中所含颗粒凸出于膜层表面之上的凸出部分具有使防眩效果劣化的高度；而如果防眩层的厚度大于
9.8 ym,则涂层过厚，并因此容易变脆。
[0028]有机或无机颗粒可不受其组成的限制，只要所述颗粒为通常用于形成防眩膜的颗粒即可。更具体而言，有机或无机颗粒可包含至少一种选自下列的颗粒:选自丙烯酰基树月旨、苯乙烯基树脂、环氧树脂和尼龙树脂的有机颗粒；和选自二氧化硅、二氧化钛、氧化铟、氧化锡、氧化锆和氧化锌的无机颗粒。
[0029]更具体而言，有机颗粒可包含至少一种选自下列的物质:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、苯乙烯、对甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、间乙基苯乙烯、对氯苯乙烯、间氯苯乙烯、对氯甲基苯乙烯、间氯甲基苯乙烯、苯乙烯磺酸、对叔丁氧基苯乙烯、间叔丁氧基苯乙烯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、乙烯基醚、烯丙基丁基醚、烯丙基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸、顺丁烯二酸、不饱和羧酸、烷基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈和(甲基)丙烯酸酯。
[0030]为防止对使用者产生眩光效应，作为用以诱导光散射效应的组分而使用的有机或无机颗粒可以优选1-20重量份、更优选5-15重量份、最优选6-10重量份的量加入，基于100重量份光固化树脂计。
[0031]有机或无机颗粒的含量低于基于100重量份光固化树脂计的I重量份，则受内部散射的影响而导致无法达到足够高的雾度值，而有机或无机颗粒的含量高于基于100重量份光固化树脂计的20重量份，则结果是用于制备防眩层的涂料组合物的粘度增加，从而导致涂覆性变差，并且受内部散射的影响而达到过高的雾度值，使对比度劣化。
[0032]在本发明的实施方案的防眩膜中，光固化树脂同样不受其组成的限制，只要所述光固化树脂可用于常规的防眩膜即可。所述实施方案的防眩膜中所包括的光固化树脂可不受其组成限制地使用，条件是，所述光固化树脂与有机或无机颗粒的折射率之差为0.005-0.05。
[0033]颗粒与光固化树脂的折射率之差小于0.005，则导致难以达到防眩膜所需的合适的雾度值，而颗粒与光固化树脂的折射率之差大于0.05，则使内部雾度值过高，而无法实现改进的对比度。
[0034]更具体而言，光固化树脂可包含丙烯酰基树脂，例如反应性丙烯酸酯低聚物、多官能丙烯酸酯单体或其混合物。反应性丙烯酸酯低聚物的具体实例可包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯或其混合物。
[0035]多官能丙烯酸酯单体的具体实例可包括二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇羟基五丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三亚甲基丙基三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、丙氧基化甘油基三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯或其混合物。
[0036]另一方面，所述实施方案的防眩膜旨在使防眩层中所含颗粒的粒径和防眩层的厚度满足特定的数学式，以使其能够实现改进的对比度和图像清晰度以及优异的防眩性能。更具体而言，所述防眩膜基于JIS-K-7105测定的透光率为至少90%，雾度值为0.5-5.0，60°反射光泽度(reflection gloss)为75-90，且图像清晰度为至少250%。
[0037]在上述实施方案的防眩膜中，用于透明基底层的透明基底材料的组成不作特别限定，且可包括与防眩膜制备相关的【技术领域】中常用的那些。透明基底材料的具体实例可包括但不限于至少一种选自下列的物质:三乙酰纤维素(TAC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)和降冰片烯基聚合物。在防眩膜用于高清显示器的偏光板的情况下，透明基底材料优选为三乙酰纤维素(TAC)。透明基底层的透光率优选为至少85%。此外，透明基底层的雾度值可为1%以下且厚度为30-120 μ m。但给出的雾度值和厚度不旨在限制本发明。
[0038]所述实施方案的防眩膜还可包括低反射层，所述低反射层覆盖于防眩层之上和/或位于透明基底层之下。就此方面，低反射层的厚度可为40-200nm且折射率为1.2-1.45。用于形成该低反射层的低反射材料可包括折射率为1.40以下的金属氟化物，例如NaF、LiF、AlF3, Na5AlF6, MgF2或YF3，其可单独使用或以至少两种物质的混合物使用。低反射材料的粒径优选为l-100nm。
[0039]所述低反射层还可包括氟基硅烷。氟基硅烷的具体实例可包括但不限于十三氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷或十七氟癸基三异丙氧基硅烷。
[0040]这些氟基硅烷可单独使用或以至少两种物质的混合物使用。
[0041]根据本发明的另一个实施方案，防眩膜还可包括防污层，所述防污层位于透明基底层之下和/或覆盖于防眩层之上。防污层的厚度可大于Onm和IOOnm以下。如无特别限制，所述防污层可由含氟基的单官能丙烯酸酯或多官能丙烯酸酯形成。
[0042]根据本发明的另一个实施方案，提供一种包括上述防眩膜的显示设备。所述显示设备可为高清平板显示器，更具体而言，包括IXD、PDP, OLED或背投TV。
[0043]根据本发明的另一个实施方案，提供一种制备上述实施方案的防眩膜的方法。本发明一个实施方案的制备防眩膜的方法可包括:(a)制备透明基底层；(b)将一种涂料组合物施用在所述透明基底层上，所述涂料组合物包含有机或无机颗粒、光固化树脂和光引发剂，所述有机或无机颗粒的体积平均粒径为5-10 μ m,所述光固化树脂与有机或无机颗粒的折射率之差为0.005-0.05，其中，施用所述涂料组合物，以使颗粒的体积平均粒径和防眩层的厚度满足如下数学式；和(C)在曝露于电子束或UV光下，对所施用的涂料组合物进行光固化和干燥，从而形成防眩层:
[0044][数学式]
[0045]2 X 10-2 ≤(d-T) /T ≤ 2 X KT1
[0046]其中，d为有机或无机颗粒的体积平均粒径；且T为防眩层的干膜厚度。
[0047]涂料组合物的施用方法不作特别地限定，且可为常用的涂覆方法。更具体而言，施用可以通过湿涂法进行，例如通过辊涂法、棒涂法、喷涂法、浸涂法或旋涂法进行。
[0048]在涂料组合物的施用步骤中，可向涂料组合物中加入有机溶剂以增强可加工性和改善最终防眩层的强度。为了提供具有合适粘度的涂料组合物以及提高最终的膜的强度，有机溶剂的加入量优选为50-500重量份，更优选为100-400重量份，最优选为150-350重量份，基于100重量份光固化树脂计。
[0049]本文中使用的有机溶剂的组成不作特别限制。有机溶剂的具体实例可包括至少一种选自下列的物质:含1-6个碳原子的低级醇、乙酸酯、酮、溶纤剂、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、丙二醇单甲醚、甲苯和二甲苯。这些有机溶剂可单独使用或以至少两种的混合物使用。
[0050]低级醇的具体实例可包括但不限于甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇或双丙酮醇。乙酸酯的具体实例可包括但不限于乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯或乙酸溶纤剂。酮的具体实例可包括但不限于甲乙酮、甲基异丁酮、乙酰丙酮或丙酮。
[0051]涂料组合物还可包括光引发剂，用于曝露在UV辐射下的固化。光引发剂的加入量可以是基于100重量份光固化树脂计的0.1-10重量份。光引发剂的含量低于基于100重量份光固化树脂计的0.1重量份，则导致无法在UV辐射下充分固化，而光引发剂的含量高于基于100重量份光固化树脂计的10重量份，则导致最终防眩膜的强度的劣化。
[0052]本文中使用的光引发剂的组成不作特别限制，只要为通常可用于形成防眩膜的光引发剂即可。光引发剂的具体实例可包括但不限于至少一种选自下列的物质:1-羟基环己基苯甲酮、苄基二甲基缩酮、羟基二甲基乙酰苯、苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚和苯偶姻丁醚。这些光引发剂可单独使用或以至少两种的混合物使用。
[0053]涂料组合物还可包含至少一种选自下列的添加剂:流平剂、润湿剂、消泡剂、体积平均粒径为l_50nm的二氧化硅。所述添加剂的加入量可为基于100重量份光固化树脂计的0.01-10重量份。
[0054]流平剂旨在使由防眩涂料组合物制备的涂层的表面平坦。润湿剂旨在降低防眩涂料组合物的表面能，有助于防眩涂料组合物均匀施用在透明基底层上。
[0055]消泡剂的加入旨在消除防眩涂料组合物中的泡沫。二氧化硅用作无机颗粒以提高抗划痕性和涂层的强度。使用体积平均粒径为l_50nm的二氧化硅可确保形成透明涂层，且有利地不会影响涂层的光学性能。
[0056]在制备方法中，优选进行光固化和干燥步骤以形成厚度为4.2-9.8μπι的防眩层。防眩层的厚度与有机或无机颗粒的体积平均粒径之间的关系如防眩膜的实施方案中所述。
[0057]涂料组合物中有机或无机颗粒的含量可为基于100重量份光固化树脂计的1-20重量份。涂料组合物中所包含的有机或无机颗粒的其他特性例如种类、折射率和体积平均粒径同样描述于防眩膜的实施方案中。
[0058]发明的有益效果
[0059]如上所述，本发明可提供一种具有改进对比度和图像清晰度以及优异防眩性能的膜。
[0060]发明的【具体实施方式】
[0061]下文中，将以实施例的方式给出本发明的作用和效果的详细描述，其仅在于说明本发明，并非旨在限制本发明的范围。
[0062]1.制备防眩膜
[0063][实施例1]
[0064]将IOg氨基甲酸酯低聚物(由SK CYTEC生产)、20g多官能单体(化合物名称:二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA))、30g甲乙酮和30g作为溶剂的异丙醇、2g光引发剂(Igacurel84, Ciba)和Ig添加剂(Tego Glide450)均勻混合在一起,制备硬涂料组合物。向该硬涂料组合物中加入2g体积平均粒径为5 μ m且折射率为1.525的丙烯酰基-苯乙烯共聚物树脂(由Sekisui Plastic制造)作为有机颗粒,从而制备防眩涂料组合物。
[0065]通过棒涂法将该防眩涂料组合物以4.5-4.8 μ m的干膜厚度施用在80 μ m厚的三乙酰基纤维素基透明基底上。接着，所施用的防眩涂料组合物曝露于280mJ/cm2的UV辐射下进行固化，从而形成防眩膜。
[0066][实施例2]
[0067]为制备防眩膜，以与实施例1中所描述的相同方式进行制备过程，不同之处在于，施用以体积平均粒径为8 μ m且折射率为1.525的丙烯酰基-苯乙烯共聚物树脂(由Sekisui Plastic制造)用作有机颗粒的涂料组合物，从而形成干膜厚度为7.5-7.8 μ m的
防眩层。
[0068][对比实施例1]
[0069]为制备防眩膜，以与实施例1中所描述的相同方式进行制备过程，不同之处在于，施用以体积平均粒径为5 μ m且折射率为1.525的丙烯酰基-苯乙烯共聚物树脂(由Sekisui Plastic制造)用作有机颗粒的涂料组合物,从而形成干膜厚度为4μηι的防眩层。[0070][对比实施例2]
[0071]为制备防眩膜，以与实施例1中所描述的相同方式进行制备过程，不同之处在于，施用以体积平均粒径为4 μ m且折射率为1.525的丙烯酰基-苯乙烯共聚物树脂(由Sekisui Plastic制造)用作有机颗粒的涂料组合物,从而形成干膜厚度为3.5_3.8 μ m的
防眩层。
[0072]用于制备所述实施例和对比实施例的防眩膜的各涂料组合物中含有的颗粒的体积平均粒径以及所得防眩膜的防眩层的干膜厚度可汇总如下:
[0073][表 I]
[0074]
【权利要求】
1.一种防眩膜，包括透明基底层和层压于所述透明基底层之上的防眩层， 所述防眩层包含体积平均粒径为5-10 μ m的有机颗粒或无机颗粒和光固化树脂， 其中，所述有机颗粒或无机颗粒与所述光固化树脂的折射率之差为0.005-0.05， 其中，所述有机颗粒或无机颗粒的体积平均粒径和防眩层的厚度满足如下数学式， 所述有机颗粒或无机颗粒的粒径为5-10 μ m: [数学式]
2 X 10-2 ≤(d-T) /T ≤ 2 X KT1 其中，d为有机颗粒或无机颗粒的体积平均粒径；且T为防眩层的干膜厚度。
2.权利要求1的防眩膜，其中，在有机颗粒或无机颗粒凸出于防眩层的部分中，所述有机颗粒或无机颗粒的凸出部分的宽高比为1:0.03至1:0.18。
3.权利要求1的防眩膜，其中，所述防眩层的厚度为4.2-9.8μπι。
4.权利要求1的防眩膜，其中，所述有机颗粒或无机颗粒的含量为1-20重量份，基于100重量份的光固化树脂计。
5.权利要求1的防眩膜，其中，所述有机颗粒包括至少一种选自下列的物质:丙烯酰基树脂、苯乙烯基树脂、环氧树脂和尼龙树脂。
6.权利要求1的防眩膜，其中，所述无机颗粒包括至少一种选自下列的物质:二氧化娃、二氧化钛、氧化铟、氧化锡、氧化错和氧化锌。
7.权利要求1的防眩膜，其中，所述光固化树脂包括至少一种选自以下的物质:选自以下的反应性丙烯酸酯低聚物:聚氨酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯；以及选自以下的多官能丙烯酸酯单体:二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇羟基五丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三亚甲基丙基三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、丙氧基化甘油基三丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和乙二醇二丙烯酸酯。
8.权利要求1的防眩膜，其中，所述防眩膜的基于JIS-K-7105测定的透光率为至少90%，雾度值为0.5-5.0，60°反射光泽度为75至90，且图像清晰度为至少250%。
9.一种显不设备,包括权利要求1-8中任一项的防眩膜。
10.一种制备防眩膜的方法，所述方法包括: (a)制备透明基底层； (b)将一种涂料组合物施用在所述透明基底层上，所述涂料组合物包含有机颗粒或无机颗粒、光固化树脂和光引发剂， 所述有机颗粒或无机颗粒的体积平均粒径为5-10 μ m, 所述光固化树脂与有机颗粒或无机颗粒的折射率之差为0.005-0.05， 其中，施用所述涂料组合物，以使所述颗粒的体积平均粒径和防眩层的厚度满足如下数学式；和 (c)在曝露于电子束或UV光下，对所施用的涂料组合物进行光固化和干燥，从而形成防眩层， 所述有机颗粒或无机颗粒的粒径为5-10 μ m: [数学式]
2X 10-2 ≤(d-T) /T ≤ 2 X KT1其中，d为有机颗粒或无机颗粒的体积平均粒径；且T为防眩层的干膜厚度。
11.权利要求10的方法，其中，在有机颗粒或无机颗粒凸出于防眩层的部分中，所述有机颗粒或无机颗粒的凸出部分的宽高比为1:0.03至1:0.18。
12.权利要求10的方法，其中，进行光固化和干燥步骤(c)以形成厚度为4.2-9.8 μ m的防眩层。
13.权利要求10的方法，其中，所述涂层组合物含有1-20重量份的有机颗粒或无机颗粒，基于100重量份的光固化树脂计。
【文档编号】G02F1/1335GK103930803SQ201280045223
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年7月18日 优先权日:2011年7月18日
【发明者】沈载勋, 姜俊求, 丘在必, 林基煜, 张影来, 李守坰, 文柱宗 申请人:株式会社Lg化学