专利名称：高折射率可聚合组合物及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可聚合组合物。本发明另外涉及一种光学膜，包含一基材和至少一层由所述可聚合组合物所形成的光学层。所述光学膜可用于显示器的背光模块中作为增亮膜。
背景技术：
近年来，液晶显示器(简称「LCD」)具有轻、薄、短、小、热量与耗电低、以和几乎无辐射伤害的优点，已逐步取代传统阴极射线管(CRT)显示器。
一般而言，液晶显示器的主要结构包含面板和背光模块两大部分，面板部分包括例如氧化铟锡(ITO)导电玻璃、液晶、配向膜、彩色滤光片、偏光片、驱动集成电路等，背光模块部分则包含例如灯管、导光板和各种光学膜等。LCD的整体光学表现为受到背光模块部分所有组件的交互影响，其中，光学膜更在屏幕亮度、均匀度、对比与视角上扮演了重要的角色。
为使LCD能够呈现更好的观赏角度与色彩，目前业界已有诸多尝试，例如，已知可通过增加灯管数目来提高LCD面板的亮度，然而，此不但容易导致过多热量累积在液晶显示器中，而影响到其它组件的寿命和质量，同时会导致耗电过高，而无法满足许多信息类用品必须依靠电池以便离线使用的要求。
目前，在背光模块中利用各式各样的光学膜，提供一种能提高LCD面板亮度以使光源发挥最大效率的、却不需更改任何组件设计或消耗额外能源的做法已成为最经济和简便的解决方案。
增亮膜通常简称为BEF(Brightness Enhancement Film)或指聚光膜，其可通过例如在厚度仅125μm的聚酯光学薄膜上，利用高能量紫外线(UV)将特殊丙烯酸树脂硬化成棱镜微结构而制成。增亮膜主要的功能在于通过折射和内部全反射将由导光板(light guide)散发到四面八方的散乱的光线收集，并集中到约±35度的正视角(on-axis)方向，以提高LCD的亮度。
目前已有许多专利文献发表有关增亮膜如何应用于背光模块中，例如，3M公司的美国专利第4,791,540号揭示以两片以上的聚光膜垂直交迭使用，借此组成的背光模块可以有效地增加亮度。另外，美国专利第5,828,488号提到利用扩散膜和聚光膜等组件所组成的背光模块，可以有效增加LCD面板的亮度。
欧洲公开专利第1 352 000 A1号揭示一种由基材和聚合物涂层所形成的棱镜结构所组成的增亮膜，此增亮膜虽然具有高折射率，然而，由于所述聚合物涂层包含具有结构的材料，故容易产生黄化现象。
聚合物涂层的折射率决定增亮膜的效率，折射率越高，增亮膜的增亮效果越好。一般常见的聚合物涂层的折射率大约介于1.48到1.5之间。已知可通过添加卤素以获得折射率超过1.5的聚合物涂层，然而，卤素的存在容易造成环境污染。
目前，所属领域技术人员仍致力于获得无上述缺点且具有高折射率的光学膜。
发明内容
本发明涉及一种可聚合组合物。本发明另外涉及一种光学膜，包含一基材和至少一层由此可聚合组合物所形成的光学层。此光学膜可用于显示器的背光模块中作为增亮膜。
图1为本发明的光学膜示意图。
具体实施例方式
本发明可聚合组合物包含(a)至少一种式(I)单体
(I)其中X1和X2分别选自H、甲基和卤素，R1选自H和甲基，R2选自具有2到12个碳原子的直链或分支链状烃，其可经一个或多个选自氧和硫的杂原子所间隔，a为1到5的整数，b为1到4的整数，和n为0到6的整数；和(b)光引发剂。
在本发明的一个具体实施例中，式(I)单体中X1和X2均为H，R1选自H和甲基，R2为具有2到6个碳原子的链状烃，其可经一个或多个选自氧和硫的杂原子所间隔，a和b均为1，和n为0到3的整数，即，表示为下述的式(I1)单体 (I1)在更进一步的较适宜的具体实施例中，为使用式(I)单体中X1和X2均为H，R1选自H和甲基，R2为伸乙基，a、b和n均为1，即，表示为下述的式(I2)单体 (I2)。
通常，在本发明可聚合组合物中，式(I)单体的用量，以组合物总量计，为从10到99.9重量％，较适宜为从30到60重量％。
本发明可聚合组合物所包含的光引发剂，其为经光照射后会产生自由基，而透过自由基的传递引发聚合反应。适用于本发明的光引发剂并无特殊限制，其例如但不限于二苯甲酮(benzophenone)，二苯乙醇酮(benzoin)、二苯乙二酮(benzil)、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮(2，2-dimethoxy-1，2-diphenylethan-1-one)，1-羟基环已基苯基酮(1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone)，2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物(2，4，6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide)，或此等的混合物。较佳的光引发剂为二苯甲酮。光引发剂的用量取决于所使用单体的种类和用量，以组合物总重量计，较佳为从0.1到10重量％。
本发明可聚合组合物的折射率为至少1.55，并视需要添加表示为下述的式(II)单体(组份(c))，以进一步提高折射率和当应用于显示器的光学膜时，增加显示器的背光模块的亮度。
(II)其中X3和X4分别选自H、甲基和卤素，c和d分别为1到4的整数和G选自下列基团 和 其中R3选自H和甲基，和m为0到6的整数。
根据本发明另一个具体实施例，式(II)单体中的X3和X4均为H，c和d均为1，G为 ，其中R3选自H和甲基。即，表示为下述的式(II1)单体 (II1)
在一个较适宜的具体实施例中，式(II)单体中X3和X4均为H，c和d均为1，G为 ，其中R3为甲基。即，表示为下述的式(II2)单体 (II2)若添加时，式(II)单体的用量，以组合物的总重量计，可为从1到60重量％，较适宜为从15到30重量％。添加式(II)单体于本发明可聚合组合物中，其折射率为至少1.55，较适宜为1.55至1.65。
为提高本发明可聚合组合物的成膜性，本发明可聚合组合物可视需要另外添加至少一种丙烯酸酯类单体(组份(d))。可用于本发明中的丙烯酸酯类单体例如但不限于(甲基)丙烯酸酯单体、聚氨酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)或环氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)等，较适宜为(甲基)丙烯酸酯单体。上述丙烯酸酯类单体可具有一个或多个官能基，较适宜为为具多官能基，其可作为交联剂，和提高玻璃转化温度。
适用于本发明的(甲基)丙烯酸酯单体的实例例如选自包括(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸脂(tripropylene glycol di(meth)acrylate)、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯(1，4-butanediol di(meth)acrylate)、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯(1，6-hexanediol di(meth)acrylate)、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(polyethyleneglycol di(meth)acrylate)、烯丙基化二(甲基)丙烯酸环己酯(allylated cyclohexyl di(meth)acrylate)、二(甲基)丙烯酸异氰尿酸酯(isocyanurate di(meth)acrylate)、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane tri(meth)acrylate)、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯(propoxylated glycerol tri(meth)acrylate)、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethylol propane tri(meth)acrylate)、异氰脲酸三(丙烯氧乙基)酯(tris(acryloxyethyl)isocyanurate)和此等的混合物所组成的群组。
市售多官能基(甲基)丙烯酸酯单体例子包括由Sartomer公司生产、商品名为SR454、SR494、SR9020、SR9021和SR9041，由Eternal公司生产、商品名为624-100，和由UCB公司生产、商品名为Ebecryl 600、Ebecryl830、Ebecryl 3605、Ebecryl 6700等。
若添加时，所述丙烯酸酯类单体的用量，以组合物总重量计，可为从1到60重量％，较适宜为从10到30重量％。
本发明可聚合组合物可视需要地添加任何熟知的添加剂，例如无机填料、流平剂、消泡剂、抗静电剂等。添加无机填料可使组合物所形成的涂层在固化后提高棱镜峰的硬度。可用于本发明中的无机填料种类并无特殊限制，其例如但不限于二氧化钛(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、氧化锌(ZnO)、硫酸钡(BaSO4)、碳酸钙(CaCO3)、氧化锆(ZrO2)或彼等的混合物。较适宜地，所述无机填料为二氧化硅。一般而言，所述无机填料具有介于0.01微米到100微米之间的粒度大小。
本发明还提供一种光学膜，其包含一基材和至少一层由上述可聚合组合物所形成的光学层。本发明的光学膜可用于显示器的背光模块中作为增亮膜。
图1显示本发明光学膜的一个方面，其包含一基材1和至少一层由上述可聚合组合物所形成、具有棱镜结构的光学层2。
本发明光学膜所使用的基材，可为任何本发明所属领域技术人员所熟知的，例如玻璃或塑料。上述塑料基材并无特殊限制，其例如但不限于聚酯树脂(polyester resin)，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)；聚丙烯酸酯树脂(polyacrylate resin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚烯烃树脂(polyolefinresin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)；聚酰亚胺树脂(polyimide resin)；聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)；聚胺基甲酸酯树脂(polyurethane resin)；三醋酸纤维素(TAC)；或该等的混合物。较适宜为聚酯树脂或聚碳酸酯树脂，更适宜为聚对苯二甲酸乙二酯。
基材的厚度通常取决于理想的光学产品的需求，其较适宜介于50μm到150μm之间。
本发明光学层的厚度一般介于5μm到100μm之间，较适宜为10μm到40μm。其可以是平面膜或具微结构形式，其中，微结构形式包括例如但不限于规则或不规则棱镜花纹、环状棱镜花纹、立体角花纹和透镜状花纹。较适宜地，所述光学层上具有规则的棱镜花纹，此类型光学层具有较佳的集光效果，故可使显示器具备提高的亮度。
通常，本发明光学层具有至少1.55的折射率，较适宜为从1.55到1.65。
本发明光学膜可根据本发明所属领域技术人员熟知的任何方式制造，例如，可通过包含以下步骤的方法制造(1)将(a)式(I)单体，(b)光引发剂，视需要地，和(c)式(II)单体、(d)丙烯酸酯类单体、与熟知添加剂混合，形成一胶态可聚合组合物，(2)将步骤(1)的胶态可聚合组合物涂布在一基材上，形成一涂层，再利用滚轮压花或热挤压方式于所述涂层上形成一棱镜花纹，(3)在常温或加热下，对步骤(2)的涂层照射能量射线，使之固化。
若需要，可重复进行上述各步骤，以获得包含复数层光学层的光学膜。
以下实施例为用于进一步说明本发明，并非用以限制本发明的范围。任何本发明所属领域技术人员可轻易达成的修饰和改变均包括在本说明书揭示内容和所附申请专利范围的内。
根据以下描述的方式制造本发明的光学膜，各实施例的配方的组成如以下表1所述。
表1
将上述重量比例的EM2108 2-丙烯酸2-[4-(1-甲基-1-苯乙基)苯基]乙酯，由Eternal公司所生产和MPSMA 4，4’-双(甲基丙烯酸硫代)二苯硫，由Sumitomo Seika公司所生产和624-100环氧丙烯酸酯，由Eternal公司所生产混合，然后加入二苯甲酮由Double bond公司所生产，在50℃和1,000rpm转速下，一起搅拌，形成一胶态可聚合组合物。
将此胶态可聚合组合物涂布在一聚苯二甲酸乙二酯(PET)基材上U34，由TORAY公司所生产，以形成涂层，然后利用滚轮压花方式在涂层上形成一规则状棱镜花纹。接着，在常温下，以能量射线照射所述涂层，使之固化。得到具有厚度为25μm的光学层的光学膜。
将上述各光学膜进行折射率试验(依照由Index Instruments公司提供的AUTOMATIC REFRACTOMETER GPR11-37仪器)和亮度增加试验(依照TOPCON公司提供的BM-7仪器)，所得结果如下列表2所示。
表2
根据表2的结果可知，由本发明可聚合组合物形成的光学层的折射率均高达1.55以上，且亮度增加，故具有较适宜的聚光效果。且添加式(II)单体可得到较高折射率。
以下申请专利范围用以界定本发明的合理保护范围。应明了，本发明所属领域技术人员基于本发明的揭示所可达成的种种显而易见的改进，亦应属于本发明合理的保护范围。
权利要求
1.一种可聚合组合物，其包含(a)至少一种式(I)单体 X1和X2分别选自H、甲基和卤素，R1选自H和甲基，R2选自具2到12个碳原子的直链或分支链状烃，其可被一个或多个选自氧和硫的杂原子间隔，a为1到5的整数，b为1到4的整数，和n为0到6的整数；和(b)光引发剂。
2.根据权利要求1所述的可聚合组合物，其中(a)为式(I1)单体 其中R1选自H和甲基，R2为具2到6个碳原子的直链或分支链状烃，其可被一个或多个选自氧和硫的杂原子间隔，和n为0到3的整数。
3.根据权利要求2所述的可聚合组合物，其(a)为式(I2)单体 其中R1选自H和甲基。
4.根据权利要求1所述的可聚合组合物，其中以组合物总重量计，(a)的用量为从10到99.9重量％，和(b)的用量为从0.1到10重量％。
5.根据权利要求1所述的可聚合组合物，另外包含(c)式(II)单体 其中X3和X4分别选自H、甲基和卤素，c和d分别为1到4的整数，和G为选自下列基团 和 其中R3选自H和甲基，和m为0到6的整数。
6.根据权利要求5所述的可聚合组合物，其中(c)为式(II1)单体 其中R3选自H和甲基。
7.根据权利要求6所述的可聚合组合物，其中(c)为式(II2)单体
8.根据权利要求5所述的可聚合组合物，其中以组合物总重量计，(c)的用量为从1到60重量％。
9.根据权利要求1所述的可聚合组合物，另外包含(d)至少一种多官能基(甲基)丙烯酸酯单体。
10.根据权利要求9所述的可聚合组合物，其中以组合物总重量计，(d)的用量为从1到60重量％。
11.一种光学膜，其包含一基材，和涂布在所述基材表面的至少一层由根据权利要求1到10任一权利要求所述的可聚合组合物所形成的光学层。
12.根据权利要求11所述的光学膜，其中所述基材为塑料或玻璃。
13.根据权利要求11所述的光学膜，其中所述光学层具有微结构形式。
14.根据权利要求11到13任一权利要求所述的光学膜，其中所述光学层具有5μm到100μm的厚度。
15.根据权利要求11到13任一权利要求所述所述的光学膜，其中所述光学层具有至少1.55的折射率。
16.根据权利要求11所述的光学膜，其为用在显示器的背光模块中作为增亮膜。
全文摘要
本发明提供一种可聚合组合物，包含(a)至少一种式(I)单体，其中，X
文档编号G02F1/1335GK1844986SQ20051006328
公开日2006年10月11日 申请日期2005年4月8日 优先权日2005年4月8日
发明者庄士亿, 吴督宜, 蔡兆益 申请人:长兴化学工业股份有限公司