水性组合物、包含其的光学膜、使用该光学膜的偏光板和使用该偏光板的液晶显示器件的制作方法

水性组合物、包含其的光学膜、使用该光学膜的偏光板和使用该偏光板的液晶显示器件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种水性底漆组合物、包含该水性底漆组合物的光学膜、使用该光学膜的偏光板和使用该偏光板的液晶显示器件，所述水性底漆组合物包含100重量份的聚氨酯树脂、1-100重量份的聚乙烯醇、0.1-10重量份的水分散性颗粒和余量的水。
【专利说明】水性组合物、包含其的光学膜、使用该光学膜的偏光板和使用该偏光板的液晶显示器件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水性底漆组合物、包含该水性底漆组合物的光学膜、使用该光学膜的偏光板和使用该偏光板的液晶显示器件，并且更特别地，本发明涉及一种对丙烯酸系膜(acryl film)具有良好粘附性并且当用于光学膜时不抑制光学膜的光学性能和耐久性的水性底漆组合物、包含该水性底漆组合物的光学膜、使用该光学膜的偏光板和使用该偏光板的液晶显示器件。
【背景技术】
[0002]液晶显示(LCD)器是利用根据设置在偏光板之间的液晶的取向按照光学功能的改变而选择性地传播光线的原理来照亮像素的显示器件。当将偏光板应用于不具有单独光学膜的液晶显示器件时，并且当从倾斜方向观察屏幕时，图像的亮度或对比度会明显劣化或者会出现如漏光的缺陷。为了解决这种缺陷的问题，使用在偏光板中包括如相位差膜或视角补偿膜的光学补偿膜的方法，或者在偏光板和液晶面板之间包括光学补偿膜的方法。如上所述，如相位差膜或视角补偿膜等的光学补偿膜可以插在偏光板和液晶显示器件之间以减少色彩的改变、扩大视角并提高液晶显示器件的亮度。
[0003]同时，根据制造方法，光学补偿膜可分为:通过使聚合物膜取向而被赋予各向异性的取向膜，和通过在塑料基底上涂覆聚合的液晶化合物(polymeric liquid crystalcompound )、干燥并使所述聚合的液晶化合物暴露于紫外线用于固化而获得的液晶膜。
[0004]用作光学膜的取向膜和液晶膜可具有光学各向异性。在这种情况下，通过控制具有正相位差的可用于形成聚合物膜的材料与具有负相位差的可用于形成聚合物膜的材料的混合比例并控制聚合物膜的拉伸比的方法可以使取向膜具有光学各向异性。此外，根据液晶分子的形状，液晶可被分成盘式液晶或杆式液晶。特别地，所述杆式液晶可包括各种定向形状，例如面内、垂直、倾斜、八字、胆留型定向的形状等。因此，通常可以通过控制定向形状来赋予液晶膜以光学各向异性。
[0005]同时，可以通过在三乙酰基纤维素(TAC)基底3上形成定向层2、通过摩擦处理使定向层2定向、将定向层2暴露于偏振光等、在定向层上涂覆聚合的液晶化合物、干燥和固化以固定并形成液晶层I来形成常用的液晶膜。然而，在这种情况下，由于包括TAC成分的膜可能具有差的耐湿性，所以在长期使用后因尺寸改变而可能会出现其耐久性的劣化。
[0006]为了弥补上述缺陷，已经进行了这样的尝试:应用具有高度耐湿性和低相位差物理性能的组分的膜，例如基于环烯烃的树脂或丙烯酸系树脂。特别地，已知具有丙烯酸系组分的膜以相对低的价格具有良好的光学性能和良好的耐久性。然而，与TAC基底不同，由于丙烯酸系膜具有高拉伸比和低表面粗糙度，其表面可能相对致密，涂层会难以渗入。此外，丙烯酸系膜对定向层以及对液晶层的粘附强度可能是差的。另外，由于丙烯酸系膜具有差的耐溶剂性，丙烯酸系膜可能被定向组合物中包含的有机溶剂破坏。因此，定向性能可能不好。[0007]因此，迫切需要开发一种生产光学膜的技术，该光学膜即使使用丙烯酸系膜作为基底膜也具有与定向层和液晶层良好的粘附性、良好的耐溶剂性和良好的定向性能。

【发明内容】

[0008]技术问题
[0009]考虑到上述缺陷，本发明的一个方面提供一种能够改善丙烯酸系膜的耐溶剂性和取向层的粘附性的水性底漆组合物、包含该水性底漆组合物的光学膜、使用该光学膜的偏光板和包括该偏光板的液晶显不器件。
[0010]技术方案
[0011]根据本发明的一个方面，提供一种水性底漆组合物，其包含:100重量份的聚氨酯树脂、1-100重量份的聚乙烯醇、0.1-10重量份的水分散性颗粒；和余量的水。
[0012]在这种情况下，基于100重量份的总的所述水性底漆组合物，所述水性底漆组合物的固体含量可优选为1-50重量份。此外，所述水性底漆组合物中的聚氨酯树脂的重均分子量可为10，000-200, 000，所述聚氨酯树脂可优选包含羧酸基团。此外，所述聚氨酯树脂可为通过使多元醇化合物与异氰酸酯化合物进行反应而获得的。
[0013]根据本发明的另一个方面，提供一种光学膜，其包括使用所述水性底漆组合物形成的底漆层。
[0014]根据本发明的又一方面，提供一种包括所述光学膜的偏光板。
[0015]根据本发明的又一方面，提供一种包括所述偏光板的显示器件。
[0016]有益效果
`[0017]包括使用根据本发明的水性底漆组合物形成的底漆层的丙烯酸系膜具有对取向层良好的粘附性和良好的耐溶剂性，并且所述丙烯酸系膜可被用作液晶膜的基底膜。
[0018]此外，当将所述液晶膜用作偏光片的钝化膜时，使用本发明的水性底漆组合物时可以在偏光片和丙烯酸系膜之间获得良好的粘附性。因此，可以改善制得的偏光板的耐久性而不会使其光学性能(例如透光率)劣化。
【专利附图】

【附图说明】
[0019]结合附图从下面更详细的说明中会更清楚地理解本发明的上述和其他方面、特征和其他优势，在附图中:
[0020]图1为显示常规光学膜的结构的横截面图；以及
[0021]图2为显示根据本发明的实施例的光学膜的结构的横截面图。
【具体实施方式】
[0022]现将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。然而，可以以各种不同的方式实现本发明，而不应将其理解为仅限于示出的实施方式。实际上，提供这些示例性实施方式以使本说明书全面且完整，并且向本领域技术人员详尽表达本发明的概念的范围。在附图中，为了清楚会放大层和区域的尺寸和相对尺寸。
[0023]根据本发明的一个方面，提供一种水性底漆组合物，其包含100重量份的聚氨酯树脂、1-100重量份的聚乙烯醇、0.1-10重量份的水分散性颗粒和余量的水。同时，所述聚氨酯树脂、聚乙烯醇和所述水分散性颗粒的量表示其固体含量的量。
[0024]在说明书中，术语‘余量’是指基于100重量份的总的水性底漆组合物除了聚氨酯树脂、聚乙烯醇、水分散性颗粒和选择性地包含的成分之外的剩余的重量份。即，在加入聚氨酯树脂、聚乙烯醇、水分散性颗粒和选择性包含的成分之后，可以加入水以将水性底漆组合物的总量控制到100。
[0025]所述水性底漆组合物优选为水溶性的，因为不需要为此使用防爆设备。
[0026]同时，所述聚氨酯树脂的重均分子量优选为10，000-200，000。当聚氨酯树脂的重均分子量满足上述数值范围时，可以获得良好的粘附性能，并且可以容易地进行聚氨酯的合成。
[0027]此外，所述聚氨酯树脂优选通过使多元醇化合物和异氰酸酯化合物之间进行反应来获得。
[0028]在这种情况下，可以使用包含至少两个羟基的任何多元醇；然而，本发明不限于此，而是可以任意地使用合适的多元醇。例如，可以使用选自聚酯多元醇、聚醚多元醇和聚碳酸酯二醇的至少一种；然而，本发明不限于此。
[0029]在用于获得根据示例性实施方式的水性底漆组合物中的聚氨酯树脂的多元醇中，聚酯多元醇优选可以通过使多价酸成分和多元醇成分进行反应来获得。
[0030]用于获得聚酯多元醇的多价酸成分可为选自以下物质中的至少一种:芳香族二羧酸，例如邻苯二甲酸 、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1，4-萘二羧酸、2，5-萘二羧酸、2，6-萘二羧酸、联苯基二羧酸、四氢化邻苯二甲酸等；脂肪族二羧酸，例如草酸、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸(pimellic acid)、辛二酸、壬二酸、癸二酸、亚油酸、马来酸、富马酸、中康酸、衣康酸等；脂环族二羧酸，例如六氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、1，3-环己烷二羧酸、1，4-环己烷二羧酸等；活性衍生物，例如其酸酐、其烷基酯、其酸性卤化物等；但本发明不限于此。
[0031]此外，用于获得聚酯多元醇的多元醇成分可为选自下列物质中的至少一种:乙二醇、1,2-丙二醇、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’ - 二羟苯基丙烷、4，4’ - 二羟甲基甲烷、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、丙三醇、1，I, 1-三羟甲基丙烷、1，2，5-己三醇、季戊四醇、葡萄糖、蔗糖和山梨醇；然而，本发明不限于此。
[0032]在用于获得根据示例性实施方式的水性底漆组合物中的聚氨酯树脂的多元醇中，所述聚醚多元醇优选可以通过向多元醇中加入烯化氧来进行开环聚合反应而获得。所述多元醇可为选自乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、丙三醇和三羟甲基丙烷的至少一种；然而，本发明不限于此。
[0033]在用于获得根据示例性实施方式的水性底漆组合物中的聚氨酯树脂的多元醇中，所述聚碳酸酯多元醇可为选自聚(六亚甲基碳酸酯)二醇(polyQiexamethylenecarbonate) glycol)和聚(环己烧碳酸酯)二醇(poly (cyclohexane carbonate) glycol)的至少一种；然而，本发明不限于此。
[0034]同时，所述异氰酸酯可为选自下列物质中的至少一种: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)、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-亚苯基二异氰酸酯以及1，4-二异氰酸酯和二甲苯二异氰酸酯(XDI);然而，本发明不限于此。
[0035]在根据示例性实施方式的水性底漆组合物中的聚氨酯树脂可包含羧酸基团。在这种情况下，在制备水分散性聚氨酯时，羧酸基团可以形成阴离子部分以分散在水中并且增加在偏光片上的粘附性。
[0036]如上所述包含羧基的聚氨酯树脂可以通过在进行多元醇和异氰酸酯之间的反应期间通过使用包含游离羧基的扩链剂另外进行反应而获得。在这种情况下，所述包含羧基的扩链剂可包括，例如，二羟基羧酸、二羟基琥珀酸等；然而，本发明不限于此。
[0037]此外，可以与选自如二羟甲基链烷酸(二羟甲基乙酸、二羟甲基酪酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸和二羟甲基戊酸)的二羟烷基链烷酸中的至少一种组合使用二羟基羧酸；然而，本发明不限于此。
[0038]同时，制备所述聚氨酯树脂的方法可包括任选的和合适的方法。例如，各种组分可以同时反应的单次法(one shot method),或者各种组分可以以逐步的方式反应的多步法。当所述聚氨酯树脂包含羧基时，优选多步法以容易地引入羧基。另外，可以在聚氨酯树脂的制备过程中使用任选的和合适的聚氨酯反应催化剂。
[0039]当制备聚氨酯树脂时，可以另外使用另一种多元醇、另一种扩链剂或它们的组合用于进行反应。
[0040]在这种情况下，可以不受限制地使用包含至少三个羟基的任何多元醇作为另一种多元醇，并且这种多元醇可包括山梨醇、丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇
坐寸ο
[0041 ] 此外，另一种扩链剂可包括，例如，二醇化合物，例如乙二醇、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、丙二醇等；脂肪族二胺化合物，例如乙二胺、丙二胺、己二胺、1，4-丁二胺、氨基乙基链烷醇胺等；脂环族二胺化合物，例如异佛尔酮二胺、4，4’ -双环己基甲二胺等；芳香族二胺化合物，例如二甲苯二胺、甲苯二胺等；然而，本发明不限于此。
[0042]同时，在制备所述聚氨酯树脂的过程中，可以使用中和剂以提高聚氨酯树脂在水中的稳定性。所述中和剂可为选自氨、N-甲基吗啉、三乙胺、二甲基乙醇胺、甲基二链烷醇胺、三乙醇炔(triethanolalkyne)、吗啉、三丙胺、乙醇胺和三异丙醇胺的至少一种；然而，本发明不限于此。
[0043]此外，当制备所述聚氨酯树脂时，优选使用对异氰酸酯惰性且与水相容的有机溶剂。在这种情况下，所述有机溶剂可为选自以下的至少一种:酯溶剂，例如乙酸乙酯、乙基纤维素乙酸酯等；酮溶剂，例如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等；以及醚溶剂，例如二噁烷四氢呋喃等；然而，本发明不限于此。
[0044]然后，所述聚乙烯醇的重均分子量优选为2,000-40,000。当聚乙烯醇的重均分子量满足上述数值范围时，可以 提高耐溶剂性，且粘度并不会增加。因此，可以容易地进行涂覆步骤和干燥步骤。
[0045]此外，基于100重量份的所述聚氨酯树脂，所述聚乙烯醇的量可为1-100重量份，优选可为10-100重量份，并且更优选为50-100重量份。当聚乙烯醇的量满足上述数值范围时，可以提高耐溶剂性，并且与丙烯酸系材料的粘附性良好。此外，由于聚乙烯醇的量并不大，因此其粘度可以是恒定的，并且在进行涂覆步骤过程中的流平性能良好。
[0046]使用聚乙烯醇来提高耐溶剂性，并且可以不受限制地使用本领域中常用的化合物。例如，可以使用可购自 Japan Synthesis Chemistry C0.的 Gohsefimer Z-100?
Z-200*、Z-200H?、Z-210' Z-22(f、Z-320?等。
[0047]然后，用于示例性实施方式的颗粒可包括任选的和合适的颗粒。优选地，可以使用水分散性颗粒。特别地，可以使用无机颗粒和/或有机颗粒。
[0048]在这种情况下，所述无机颗粒可为无机氧化物，例如氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆、锑等；然而，本发明不限于此。此外，所述有机颗粒可包括基于硅的树脂、基于氟的树脂、基于(甲基)丙烯酸的树脂、交联聚乙烯醇、基于三聚氰胺的树脂等；然而，本发明不限于此。
[0049]特别地，根据示例性实施方式的水性底漆组合物中的水分散性颗粒可为氧化硅。氧化硅具有良好的抑制结块的性能、具有良好的透明度并且不产生雾度。此外，不发生着色，因此，对于偏光板的光学性能的影响非常小。另外，由于氧化硅对于水性底漆组合物具有良好的可分散性和分散稳定性，因此在形成底漆层的过程中可加工性良好。
[0050]同时，所述水分散性颗粒的平均直径，即，平均初级粒径可为，例如，IOnm至200nm、15nm至150nm或者20nm至lOOnm。当水分散性颗粒的平均直径满足上述数值范围时，可以减少水分散性颗粒在水性底漆溶液中凝结和沉淀的出现，并且溶液的稳定性良好。因此，可以实现水分散性颗粒在水性底漆溶液中的均匀的分散。因此，可以防止颗粒的结块并且可见区的光线能被散射以防止雾度的增加。 [0051]也就是说，通过使用具有上述范围的粒径的水分散性颗粒，可以在底漆层的表面上合适地形成压纹结构。特别地，可以有效降低丙烯酸系膜和底漆层之间和/或底漆层之间的接触表面处的摩擦力。结果是，当卷绕在其上形成底漆层的膜时，结块抑制力(blocking restraining power)会变得非常好。
[0052]由于根据示例性实施方式的底漆组合物是水性的，水分散性颗粒优选作为水分散剂混合。特别地，当采用氧化硅作为水分散性颗粒时，优选使用胶态氧化硅。可以使用本领域内任何可购得的胶态氧化娃，例如，Nissan Chemical Industries有限公司的Snowtex系列、Airproduct公司的AER0SIL系列、日本催化剂公司的epostar系列或soliosta RA系列、Ranco公司的LSH系列等。
[0053]在这种情况下，基于100重量份的聚氨酯树脂，水分散性颗粒的量可为0.1-10重量份或0.1-8重量份。当水分散性颗粒的量满足上述数值范围时，可以显著减少结块的发生，并且可以降低雾度以形成具有良好光学性能的膜。
[0054]然后，可以不具体限定根据示例性实施方式的水性底漆组合物的固体含量。但是，基于100重量份的所述水性底漆组合物，固体含量可以为,例如，1-50重量份，优选5-30重量份，并且更优选10-20重量份。当根据示例性实施方式的水性底漆组合物中的固体含量满足上述数值范围时，可以提高粘附性，并且粘度可能不高。因此，在进行涂覆步骤过程中的流平性良好且所需的干燥时间短。在这种情况下，固体含量是指全部水性底漆组合物的固体含量。
[0055]根据本发明的另一方面，可以提供一种光学膜，其包括在丙烯酸系膜的至少一侧上通过使用水性底漆组合物形成的底漆层。
[0056]在示例性实施方式中，执行光学功能的膜通常被称为光学膜。当将膜用于执行特定光学功能时，例如用作偏光板时，光学膜可包括透光率为80%以上的窄范围的透明膜并且可以包括透光率为50%以下的光学膜。
[0057]可用在示例性实施方式中的丙烯酸系膜可以具有单层或者两层以上的堆叠结构。
[0058]更特别地，丙烯酸系膜可包含(甲基)丙烯酸酯树脂。包含(甲基)丙烯酸酯树脂的膜可以通过模塑含有例如(甲基)丙烯酸酯树脂作为主要成分的材料通过挤出模塑的方式来获得。
[0059]此外，所述(甲基)丙烯酸酯树脂包括包含(甲基)丙烯酸酯单元作为主要组分的树脂，并且包括包含(甲基)丙烯酸酯单元的均聚物树脂以及通过将(甲基)丙烯酸酯单元与其他单体单元共聚合获得的共聚物树脂，和通过共混(甲基)丙烯酸酯树脂和其他树脂获得的共混树脂。
[0060]在这种情况下，所述(甲基)丙烯酸酯单元可为，例如，(甲基)丙烯酸烷基酯单元。在此，所述(甲基)丙烯酸烷基酯单元表示丙烯酸烷基酯单元和甲基丙烯酸烷基酯单元两者。所述(甲基)丙烯酸烷基酯单元的烷基优选包含1-10个碳原子，并且更优选地，包含1-4个碳原子。
[0061]同时，能够与(甲基)丙烯酸酯单元形成共聚物的单体单元包括芳香族乙烯基单元、羰基取代的3-6元杂环单元、丙烯酸单元、缩水甘油基单元等。
[0062]所述芳香族乙烯基单元可为由选自例如苯乙烯、α -甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙稀、2，4- 二甲基苯乙稀、2，5- 二甲基苯乙稀、2-甲基-4-氣苯乙稀、2，4，6- 二甲基苯乙稀、顺-β _甲基苯乙稀、反-β _甲基苯乙稀、4_甲基-α -甲基苯乙稀、4_氣-α -甲基苯乙稀、4_氣-α _甲基苯乙稀、4_漠-α -甲基苯乙稀、4_叔丁基苯乙稀、2_氣苯乙稀、3-氣苯乙稀、4_氣苯乙稀、2，4- 二氣苯乙稀、2，3, 4, 5, 6-五氣苯乙稀、2-氣苯乙稀、3-氣苯乙烯、4-氯苯乙烯、2，4-二氯苯乙烯、2，6-二氯苯乙烯、八氯苯乙烯、2-溴苯乙烯、3-溴苯乙烯、4-溴苯乙烯、2，4-二溴苯乙烯、α-溴苯乙烯、β-溴苯乙烯、2-羟基苯乙烯和4-羟基苯乙烯的至少一种单体衍生的单元；然而，本发明不限于此。特别地，在上述单元中可以优选由苯乙烯或α -甲基苯乙烯衍生的单元。
[0063]同时，羰基取代的3-6元杂环单元可为由如内酯环、戊二酸酐、戊二酰亚胺、马来酸酐、马来酰亚胺等的单体衍生的单元。
[0064]能够与(甲基)丙烯酸酯树脂共混的树脂可为苯氧基树脂、聚碳酸酯树脂等；然而，本发明不限于此。[0065]同时，并不具体限定形成(甲基)丙烯酸酯树脂膜的方法。例如，可以通过合适的混合方法充分混合(甲基)丙烯酸酯树脂、其他聚合物、添加剂等以形成热塑性树脂组合物。然后，可以将该组合物模塑成膜。可选择地，可将(甲基)丙烯酸酯树脂、其他聚合物、添加剂等制备成单独的溶液，并混合以获得均质的混合溶液。然后，可以将混合溶液模塑成膜。
[0066]在这种情况下，所述热塑性树脂组合物可以通过如全向混合机等的合适混合机预混膜材料、然后加压混练由此获得的混合物而制备。用于加压混练的混合机可为如单轴挤出机、双轴挤出机、加压捏合机等的任意合适的混合机；然而，本发明不限于此。[0067]然后，形成膜的方法可包括任意合适的膜形成法，例如，溶液流延法(溶液捏合法)、熔融挤出法、压延法、挤压模塑法等。在上述膜形成方法中，可以优选溶液流延法(溶液捏合法)或熔融挤出法。
[0068]在溶液流延法(溶液捏合法)中使用的溶剂包括，例如，芳香烃，例如苯、甲苯、二甲苯等；脂肪族烃，例如环己烷、十氢化萘等；酯，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯等；酮，例如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮等；醇，例如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等；醚，例如四氢呋喃、二噁烷等；卤化烃，例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等；二甲基甲酰胺；二甲亚砜等。所述溶剂可以单独使用或者以两种以上的组合使用。
[0069]作为用于进行溶液流延法(溶液捏合法)的装置，例如，可以使用鼓式流延机、带式流延机、旋涂机等。熔融挤出法可包括，例如，T模头法、膨胀法等。模塑温度可优选为150°C至 350°C，并且更优选为 200°C _300°C。
[0070]当使用T模头法形成膜时，可将T模头安装到已知的单轴挤出机或双轴挤出机的引导边缘部，然后，可以卷绕具有膜形状的挤出膜以获得具有辊形状的膜。在这种情况下，可以通过适当控制卷绕辊的温度在挤出方向上施加拉伸而使挤出膜被单轴取向。或者，通过在与挤出方向垂直的方向上施加拉伸而使挤出模被同时双轴取向或相继双轴取向。
[0071]同时，所述丙烯酸系膜可为非取向膜或取向膜。所述取向膜可为单轴取向膜或双轴取向膜，并且所述双轴取向膜可为同时双轴取向膜或相继双轴取向膜。所述双轴取向膜可以具有提高的机械强度和改善的膜性能。通过混合其他热塑性树脂在拉伸过程中可以限制丙烯酸系膜的相位差的增加，并保持光学各向同性。
[0072]在这种情况下，拉伸温度可优选在为所述膜的原料的热塑性树脂组合物的玻璃化转变温度附近的范围内，更优选为从(玻璃化转变温度_30°C)至(玻璃化转变温度+IOO0C )，并且更优选为从(玻璃化转变温度-20°C )至(玻璃化转变温度+80°C )。当拉伸温度低于(玻璃化转变温度_30°C)时，可能不会获得足够的拉伸比。相反，当拉伸温度超过(玻璃化转变温度+100°C )时，会产生树脂组合物的流动，则不能进行稳定的拉伸。
`[0073]此外，由面积比限定的拉伸比可优选为1.1至25倍，并且可更优选为1.3至10倍。当拉伸比小于1.1时，在拉伸的同时可能不会获得韧性的改善。当拉伸比超过25倍时，可能不会获得与拉伸比的增加成比例的相应效果。
[0074]此外，在一个方向上，拉伸速率优选为10-20，000%/min,并且更优选为100-10, 000%/min。当拉伸速率小于10%/min时，可能需要相对长的时间来获得足够的拉伸t匕，生产成本会增加。当拉伸速率超过20，000%/min时，可能会出现取向膜的破裂。
[0075]同时，丙烯酸系膜可以在拉伸后被热处理(退火)以稳定其光学各向同性或机械性能。所述热处理的条件可为本领域已知的任何合适的条件；然而，本发明不限于此。
[0076]然后，可以处理丙烯酸系膜的表面以根据场合需要来改善粘附性。例如，丙烯酸系膜的至少一个表面可为通过选自碱性处理、电晕处理和等离子体处理的至少一种处理的表面。
[0077]所述底漆层为根据示例性实施方式的水性底漆组合物形成的，并且可为通过在丙烯酸系膜的至少一个表面上涂覆水性底漆组合物形成的。由于对水性底漆组合物的详细描述与上面描述的相同，因此省去具体的说明。
[0078]同时,所述底漆层可为通过如线涂法(wire coating)、棒涂法、旋涂法等本领域常用的涂层形成方法来形成。形成底漆层的方法没有特别限定。
[0079]在本发明的光学膜中，底漆层可形成在丙烯酸系膜的仅一个表面上或其两个表面上。根据本发明人的研究，根据本发明的水性底漆组合物可增加取向层和丙烯酸系膜之间的粘附性，以及偏光片和丙烯酸系膜之间的粘附性。因此，当通过使用所述水性底漆组合物在丙烯酸系膜的两个表面上形成底漆层时，偏光片和丙烯酸系膜之间的粘附性以及丙烯酸系膜和取向层之间的粘附性均可提高。
[0080]在本发明的光学膜中，如图2中所示，在丙烯酸系膜5的至少一个表面上形成的底漆层4上可另外包括取向层2和液晶层I。
[0081]在这种情况下，所述取向层可以通过在底漆层上涂覆本领域公知的用于取向层的各种组合物(例如，用于光学取向层的组合物或者用于摩擦取向层的组合物)、然后进行用于取向的摩擦处理或偏振光暴露处理来形成。可用在本发明中的用于取向层的组合物或者形成取向层的方法没有特别限制，可以不受限制地使用本领域已知的用于取向层的各种组合物和用于形成取向层的各种方法。
[0082]在这种情况下，用于取向层的组合物的涂覆可以通过本领域公知的方法(例如，线涂法、棒涂法、旋涂法等)进行。
[0083]在涂覆用于取向层的组合物后，可以进行除去剩余溶剂的干燥步骤。干燥步骤可以在70°C至150°C下进行至少30秒。干燥温度和干燥时间没有特别限制，但是，当满足上述条件时，取向涂层可被充 分干燥而不引起基底的变形。
[0084]对于取向处理，根据所用的取向层的种类可以适当地使用摩擦取向、光学取向等。为了增加取向性能，可按照场合需要使用摩擦取向和光学取向。在这种情况下，摩擦取向可以通过用织物摩擦取向层的表面来进行，而光学取向可以通过将偏光板设置在取向层和光源之间以将取向层暴露于偏振紫外光来进行。在这种情况下，可以在空气中或者在阻隔氧气的氮气氛中进行对紫外光的暴露以提高反应效率。通常，可以使用强度为80w/cm以上的中压或高压汞紫外灯或者金属卤化物灯。
[0085]同时，在本发明中，可以使用用于取向层的包含光反应聚合物、多官能单体、引发剂和溶剂的组合物；然而，本发明不限于此。用于取向层的组合物按场合需要可进一步包含交联剂。更特别地，基于100重量份的用于取向层的组合物，用于根据示例性实施方式的取向层的组合物可包含0.05-10重量份的多官能单体、0.05-10重量份的光反应聚合物、
0.01-5重量份的引发剂和余量的溶剂；然而，本发明不限于此。所述组合物可按场合需要进一步包含0.01-2重量份的交联剂。
[0086]对于多官能单体，可以使用通过混合多官能三嗪单体和多官能丙烯酰基单体获得的混合多官能单体。在多官能三嗪单体和多官能丙烯酰基单体的混合物中的多官能三嗪单体和多官能丙烯酰基单体的混合比例没有具体限定。只要多官能三嗪单体和多官能丙烯酰基单体均被使用，就可以使用包含任意比例的两种组分的混合多官能单体。
[0087]此外，所述多官能三嗪单体可为选自，例如，1，3，5-三烯丙基-1，3，5_三嗪烧-2, 4，6-三酮(I, 3, 5-triallyl-l, 3, 5-triazinane-2, 4, 6_trion)、I, 3，5-三丙烯酸基-1，3，5-三嗪烷、1，3，5-三(2-环氧乙基甲基)-1，3，5-三嗪烷-2，4，6-三酮(l，3，5_tris (2-oxyranyImethyI) -1, 3, 5-triazinane-2, 4, 6_trion)、2- {3, 5- 二 [2-(丙烯酸氧基)乙基]-2, 4, 6- 二氧代_1，3, 5- 二嗪烧-1-基}-乙基丙烯酸酯和3- (3-烯丙基-5- (2-氰基-乙基)-2，4，6-三氧代-(1，3，5)三嗪烷-1-基)-丙腈的至少一种；然而，本发明不限于此。
[0088]此外，多官能丙烯酰基单体可为选自，例如，三丙烯酸酯(特别地，季戊四醇三丙烯酸酯，PETA)、四丙烯酸酯(特别地，季戊四醇四丙烯酸酯，PETTA)和六丙烯酸酯(特别地，二季戊四醇六丙烯酸酯，DPHA)的至少一种；然而，本发明不限于此。基于光学取向层的组合物，混合的多官能单体的量可为0.05-10重量份。当多官能丙烯酰基单体的量满足上述范围时，光学取向层和基底膜之间的层间粘附性良好，并可防止光学取向层的分离。此外，可实现良好的取向性能。
[0089]所述光反应聚合物可为包含例如肉桂酸酯基的基于降冰片烯的光反应聚合物。在这种情况下，所述包含肉桂酸酯基的基于降冰片烯的光反应聚合物可包括选自，例如，聚降冰片烯肉桂酸酯、聚降冰片烯烷氧基肉桂酸酯(其中，所述烷氧基包含1-20个碳原子)、聚降冰片烯烯丙酰氧基肉桂酸酯、聚降冰片烯氟肉桂酸酯、聚降冰片烯氯肉桂酸酯和聚降冰片烯二肉桂酸酯的至少一种；然而，本发明不限于此。此外，基于光学取向层的组合物，光反应聚合物的量可为0.05-10重量份、1-10重量份或0.1-10重量份。当光反应聚合物的量满足上述数值范围时，可以获得具有良好的取向性能的光学取向层。
[0090]可以使用能引发自由基反应的任何光引发剂，并且优选水溶性光引发剂。例如，可使用可购自Ciba-Geigy C0.的IRGACURE 2959 (2_羟基-1_[4-(2_羟基乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮)、IRGA⑶RE 500 (1-羟基-环己基-苯基-酮+苯甲酮)、IRGA⑶RE754(氧苯基-乙酸2_[2_氧代-2-苯基-乙酸氧基-乙氧基]-乙基酷和氧苯基-乙酸2[2_羟基乙氧基]-乙基酯)或IRGACURE 0XE02 (1-(1_6_苯甲酰基-9-乙基-9H-咔唑-3-基)亚乙基氨基氧)乙酮；然而，本发明不限于此。基于用于光学取向层的组合物，光引发剂的量为0.01-5重量份 。当光引发剂的量满足上述数值范围时，可以预期因多官能单体的交联反应效果，并且可以提高液晶的取向性能。
[0091]所述溶剂可包括能够溶解所述多官能单体和光反应聚合物的任何溶剂，并且不特别限制溶剂的种类。例如，所述溶剂可包括，例如，有机溶剂，如卤化烃，包括氯仿、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯等；芳香烃，包括苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯等；酮，包括丙酮、甲乙酮、环己酮、环戊酮等；醇，包括异丙醇、正丁醇等；溶纤剂，包括甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等；水；或者上述溶剂的混合物。
[0092]所述交联剂可包括醛化合物、二醛化合物、异氰酸酯化合物等；然而，本发明不限于此。在此，醛化合物或二醛化合物可包括，例如，丙烯醛、乙二醛、2-甲基丙烯醛、2-氧代丙醛、戊二醛等；然而，本发明不限于此。此外，异氰酸酯化合物可包括，例如，2-异氰酸基乙基2-甲基丙烯酸酯、1，4- 二异氰酸基丁烷、1，4- 二异氰酸基苯、1，3- 二异氰酸基苯等；然而，本发明不限于此。可以单独使用交联剂或者使用它们两种以上的混合物。
[0093]此外，基于用于取向层的组合物的总量，交联剂的量可为0-2重量份，并且优选可为0.01-2重量份。当交联剂的量满足上述数值范围时，可以充分地引发交联反应。因此，溶液稳定性良好，并且可以获得均匀的涂覆性能。特别地，在进行取向处理后，液晶的取向性能良好。
[0094]然后，可以通过本领域公知的用于形成液晶层的方法来形成液晶层。例如，将液晶化合物溶液涂覆在经摩擦处理的取向层上并固定液晶化合物溶液。[0095]液晶化合物溶液的涂覆可以通过本领域公知的常用方法来进行，例如线涂法、棒涂法、旋涂法等。
[0096]在涂覆液晶化合物溶液后，可进行干燥步骤以除去剩余的溶剂。在这种情况下，干燥步骤可以在25°C_120°C下进行至少I分钟。不具体限定干燥温度或干燥时间，但是，当考虑到改善液晶取向性能和防止缺陷的产生时，可以优选上述干燥条件。
[0097]可以进行固定以固定液晶的取向。例如，可以通过暴露于紫外光来聚合和固化液晶化合物从而进行固定。在这种情况下，可以在空气中或者在阻断氧气的氮气氛中进行对紫外光的暴露以提高反应效率。通常，可以使用强度为80w/cm以上的中压或高压汞紫外灯或金属卤化物灯。可以在基底和紫外灯之间安装冷光镜或另一种冷却装置(coolingmeans)以使液晶层的表面温度在暴露于紫外光时可以在具有液晶态的温度范围内。[0098]同时,对于液晶化合物溶液,可以使用本领域常用的任何液晶化合物溶液；然而，本发明不限于此。例如，可以使用通过将聚合的液晶化合物和光引发剂溶解在有机溶剂中获得的液晶化合物溶液。
[0099]在这种情况下，作为聚合的液晶化合物，可以使用具有通过光反应可聚合的丙烯酸酯基并且为本领域公知的材料；然而，本发明不限于此。例如，可以使用在室温或高温下显示向列型或胆留型液晶相的低分子量液晶，如氰基联苯、氰基苯基环己烷、氰基苯基酯、苯甲酸苯基酯和苯基嘧啶丙烯酸酯。这些材料可以单独使用或者以其两种以上的组合使用。液晶化合物溶液中聚合的液晶化合物的量没有具体限定，并且基于100重量份的液晶化合物溶液，其可为5-70重量份,并且优选可为5-50重量份。当聚合液的晶化合物的量满足上述数值范围时，可以显著减少污点的产生。此外，可以防止因缺少溶剂造成的聚合的液晶化合物的沉淀。
[0100]此外，可以使用本领域公知的任何光引发剂；然而，本发明不限于此。例如，可以使用IRGACURE 907等。基于100重量份的包含在液晶化合物溶液中的聚合的液晶化合物，光引发剂的量可优选为3-10重量份。当光引发剂的量满足上述数值范围时，通过将其暴露于紫外光可以充分固化液晶化合物溶液，并且可以防止因光引发剂造成的液晶取向的改变。
[0101]此外，只要不抑制液晶的取向，除了光引发剂，液晶化合物溶液可以按场合需要进一步包含手性试剂、表面活性剂、聚合单体、聚合物等。
[0102]同时，用于制备液晶化合物溶液的有机溶剂可包含，例如，卤化烃，包括氯仿、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、氯苯等；芳香烃，包括苯、甲苯、二甲苯、甲氧基苯、1，2-二甲氧基苯等；酮，包括丙酮、甲乙酮、环己酮、环戊酮等；醇，包括异丙醇、正丁醇等；溶纤剂，包括甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂等；然而，本发明不限于此。这些化合物可以单独使用或者以其两种以上的混合物使用。
[0103]根据本发明的第三个方面，提供一种包括所述光学膜的偏光板。根据本发明的偏光板可包括，例如，偏光片，以及设置在所述偏光片的至少一个表面上的本发明的光学膜。更特别地，根据本发明的偏光板可包括通过在偏光片的至少一个表面上逐一堆叠丙烯酸系膜、底漆层、取向层和液晶层而获得的光学膜。
[0104]由此获得的根据本发明的偏光板可优选地具有35%_45%的透光率和98%以上的偏光度。
[0105]根据本发明的第四个方面，提供一种包括所述偏光板的显示器件。[0106]所述显示器件可包括液晶显示器件和包括上述光学膜或偏光板的任何种类的器件；然而，本发明不限于此。除了包括使用根据本发明的水性底漆组合物形成的底漆层之外，所述显示器件具有本领域已知的相同构造。例如，所述显示器件可为包括液晶盒、设置在液晶盒的两个表面的本发明的偏光板和背光单元的液晶显示器件。
[0107]【【具体实施方式】】
[0108]实施例1
[0109]将50g的聚氨酯树脂乳液(CK-PUD-F，Chokwang-聚氨酯分散体，包含10%固体含量的乳液)和Illg的水性聚乙烯醇溶液(日本合成化学，Z200，包含4.5%固体含量的水溶液)以及0.5g的胶态氧化硅(Ranco C0.，包含20%固体含量的水性溶液)混合以制备其中聚氨酯树脂和聚乙烯醇的固体含量比例为1:1的水性底漆组合物。然后在电晕处理过的丙烯酸系膜(LG化学，GP-膜)上用#9棒将该水性底漆组合物涂覆为厚度1，OOOnm。涂覆后，在100°C下进行干燥步骤5分钟以获得包括在其上形成的底漆层的丙烯酸系膜。
[0110]然后，将2重量份的作为光反应聚合物的5-降冰片烯-2-甲基-(4-甲氧基肉桂酸酯)、2重量份的作为多官能单体的二季戊四醇六丙烯酸酯和0.5重量份的作为光引发剂的IRGA⑶RE 0XE02(瑞士，Ciba-Geigy C0.)溶解在环戊酮中以制备光学取向层的组合物。
[0111]然后，通过线棒将用于光学取向层的组合物涂覆在丙烯酸系膜的底漆层上，使其干燥后的厚度为lOOnm。干燥步骤通过热空气在70°C的干燥烘箱中进行2分钟。然后，使用强度为80w/cm的高压萊灯作为光源并将Moxtek C0.生产的线栅偏光板插在光源和取向层之间以发射偏振紫外光来进行取向处理，并且曝光步骤以3米/分钟的速度进行一次。通过暴露于紫外光来固化组合物，并且进行摩擦处理以使固化的取向层的表面上具有取向性能以完成取向层。
[0112]然后，将通过把固体含量为95重量份的A-PLATE(Merck C0.，用于平面取向的包含Merck C0.的氰基联苯、氰基苯基`环己烷和氰基苯基酯丙烯酸酯的液晶混合物)和5重量份的作为光引发剂的IRGACURE 907(瑞士，Ciba-Geigy C0.)溶解在甲苯中(以使基于100重量份的总溶液固体含量为25重量份)而制备的聚合的液晶化合物溶液涂覆在取向层上，以使其干燥后的厚度为I μ m，在60°C的干燥烘箱中热空气干燥2分钟，并使用强度为80w/cm的高压汞灯通过暴露于非偏振紫外光来固化以获得液晶层。
[0113]实施例2
[0114]除了用#5棒将水性底漆组合物涂覆成500nm的厚度之外，进行与实施例1所述相同的步骤来制造光学膜。
[0115]实施例3
[0116]除了用#3棒将水性底漆组合物涂覆成200nm的厚度之外，进行与实施例1所述相同的步骤来制造光学膜。
[0117]实施例4
[0118]除了使用其中将聚氨酯树脂与聚乙烯醇的固体含量比控制到1:0.5的水性底漆组合物形成底漆层之外，进行与实施例1所述相同的步骤来制造光学膜。
[0119]实施例5
[0120]除了使用其中将聚氨酯树脂与聚乙烯醇的固体含量比控制到1:0.1的水性底漆组合物形成底漆层之外，进行与实施例1所述相同的步骤来制造光学膜。[0121]对比实施例1
[0122]除了使用不包含聚乙烯醇的水性底漆组合物形成底漆层之外，进行与实施例1所述相同的步骤来制造光学膜。
[0123]对比实施例2
[0124]除了使用不包含聚氨酯树脂的水性底漆组合物形成底漆层之外，进行与实施例1所述相同的步骤来制造光学膜。
[0125]对比实施例3
[0126]除了使用其中将聚氨酯树脂与聚乙烯醇的固体含量比控制到1:4的水性底漆组合物形成底漆层之外，进行与实施例1所述相同的步骤来制造光学膜。
[0127]实验
[0128]1、粘附性
[0129]通过ASTM中规定的划格实验法来评价丙烯酸系基底和取向层之间以及取向层和液晶膜之间的粘附性。用刀以Imm的距离将液晶膜的表面划格切成棋盘的线条形状。然后，把玻璃纸胶粘带粘附到划格(cross-cut)上，然后分离并观察液晶膜是粘附状态或者是分离状态以评价粘附性。结果显示在下表1中。O表示完全粘附，X表示部分分离或完全分 离。
[0130]2、取向性能
[0131]通过肉眼观察在光学取向层上形成的液晶层的取向性能。当未观察到取向时定为X，而当观察到取向时定为O (即使有一点偏差)。结果显示在下表1中。
[0132]表1
[0133]
【权利要求】
1.一种水性底漆组合物，其包含: 100重量份的聚氨酯树脂； 1-100重量份的聚乙烯醇； 0.1-10重量份的水分散性颗粒；和 余量的水。
2.根据权利要求1所述的水性底漆组合物，其中，基于100重量份的所述水性底漆组合物，固体含量的量为1_50重量份。
3.根据权利要求1所述的水性底漆组合物，其中，所述聚氨酯树脂的重均分子量为10，000-200，000 的范围内。
4.根据权利要求1所述的水性底漆组合物，其中，所述聚氨酯树脂包含羧基。
5.根据权利要求1所述的水性底漆组合物，其中，所述聚氨酯树脂是通过多元醇与异氰酸酯的反应获得的。
6.根据权利要求1所述的水性底漆组合物，其中，所述聚乙烯醇的重均分子量为2，000-40，000。
7.根据权利要求1所述的水性底漆组合物，其中，所述水分散性颗粒为选自氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆和锑的至少一种材料的无机颗粒。
8.根据权利要求1所述的水性底漆组合物，其中，所述水分散性颗粒为选自基于硅的树脂、基于氟的树脂、(甲基)丙烯酸系树脂、交联聚乙烯醇和三聚氰胺树脂的至少一种材料的有机颗粒。
9.根据权利要求1所述的水性底漆组合物，其中，所述水分散性颗粒的平均直径为IOnm 至 200nm。
10.一种光学膜，其包含使用根据权利要求1所述的水性底漆组合物在丙烯酸系膜的至少一个表面上形成的底漆层。
11.根据权利要求10所述的光学膜，其中，所述底漆层的厚度为50nm至1，OOOnm。
12.根据权利要求10所述的光学膜，其进一步包含: 形成在所述底漆层上的取向层；和 形成在所述取向层上的液晶层。
13.—种偏光板,其包括根据权利要求10-12中任一项所述的光学膜。
14.一种显示器件，其包括根据权利要求13所述的偏光板。
【文档编号】G02F1/13GK103890113SQ201380002118
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】沈花燮, 柳秀英, 李南贞 申请人:Lg化学株式会社