CN105593706B - 具有优异的耐溶剂性的光学膜以及包含该光学膜的偏光板 - Google Patents

具有优异的耐溶剂性的光学膜以及包含该光学膜的偏光板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光学膜和包含该光学膜的偏光板，所述光学膜包括：透明膜；和在所述透明膜的至少一个表面上的涂层，其中所述涂层通过使用包括含羟基的聚合物树脂；基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂或基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂；以及水分散性颗粒的水分散性涂料组合物来形成。

Description

具有优异的耐溶剂性的光学膜以及包含该光学膜的偏光板
技术领域
本发明涉及一种具有优异的耐溶剂性的光学膜以及包含该光学膜的偏光板。
背景技术
现有偏光板大多使用具有如高透射率、光学各向同性等特性和无缺陷的表面的三乙酰纤维素膜作为用于保护由聚乙烯醇制成的偏光膜的保护膜。然而，三乙酰纤维素受到热与湿气容易损坏，因此，当所述膜在高温及高湿度的环境长时间使用时，由于湿气引起偏光度降低及劣化，会有其边缘的光过度露出的漏光现象的问题。为了弥补这种缺点，已尝试使用含有具有高抗湿性以及低相位差特性的组合物(例如基于环状烯烃的树脂或基于丙烯酸的树脂)的膜作为用于偏光板的保护膜。特别是，已知基于丙烯酸的膜不仅具有光学特性和耐久性的优势而且具有低成本的优势。
然而，这些膜具有非极性特性的表面，因此，当使用已在本领域中用于粘附偏光片和保护膜的水性粘合剂时，无法充分保证粘合强度。为了解决这个问题，已建议使用非水性粘合剂的方法。然而，基于丙烯酸的膜具有高表面摩擦力，且对有机溶剂的抗性较低，因此，难以涂布粘合层，且当使用包含有机溶剂的粘合剂时，会发生如膜表面受损的问题。
近来，为了提高偏光板和显示器的物理特性，有时在保护膜的表面上形成如防眩光层、抗反射层和/或硬涂层的功能性涂层，然而，如上所述，基于丙烯酸的膜的耐溶剂性不够，从而无法平滑地贴附在这种功能性涂层上，而且即使涂层形成，也会产生膜溶解的问题，结果是，限制了基于丙烯酸的膜的使用。
此外，基于丙烯酸的膜通常具有高表面摩擦力，因此，当卷绕该膜时，容易发生膜表面粘在一起的粘连现象(blocking phenomenon)，且滑特性变得较差。
因此，需要开发满足耐久性和滑特性，并具有优异的耐溶剂性而不抑制透明度的光学膜。
发明内容
技术问题
鉴于以上问题，本发明的目的是提供具有优异的耐溶剂性同时具有优异的透明度的光学膜。
技术方案
在一个方面，本发明提供一种光学膜，其包含透明膜，以及在所述透明膜的至少一个表面上的涂层，其中所述涂层是使用包括含羟基的聚合物树脂、选自基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂以及基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂中的至少一种交联剂以及水分散性微粒的水分散性涂料组合物而形成。
在另一个方面，本发明提供一种包含偏光片以及在所述偏光片的至少一个表面上的根据本发明的光学膜的偏光板。
有益效果
根据本发明的保护膜包括涂层从而具有优异的耐溶剂性，结果具有以下优势，当在偏光板的外部上需要如防眩光层、抗反射层或硬涂层的功能性表面涂层时，其形成非常简单。
具体实施方式
下文中，将描述本发明的优选的实施方式。然而，本发明的实施方式可以修改为各种其他形式，并且本发明的范围不限于以下描述的实施方式。此外，提供本发明的实施方式是为了对本领域中具有通常知识的人员更完整地描述本发明。
作为开发当使用功能性表面涂层时不存在诸如膜表面损坏或涂层剥离的问题的光学膜而进行的广泛的研究的结果，本发明的发明人发现，当使用包括含羟基的聚合物树脂的涂料组合物和特定的交联剂组分在膜的表面上形成涂层时，膜的耐溶剂性显著改善，由此完成本发明。
更具体地，本发明的光学膜包含透明膜，以及在所述透明膜的至少一个表面上的涂层，其中所述涂层是使用包括含羟基的聚合物树脂、选自基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂以及基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂中的至少一种交联剂以及水分散性微粒的水分散性涂料组合物而形成。
根据本发明的发明人进行的研究，如在本发明中同时包含含羟基的聚合物树脂以及基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂和/或基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂时，所述聚合物树脂的羟基与所述钛酸盐或钛酸酯和/或所述锆酸盐或锆酸酯反应，当聚合物链交联时，耐溶剂性得到改善。
下文中，将具体描述所述涂料组合物的组分。
首先，对所述聚合物树脂的种类不特别限定，只要其是含羟基的水分散性聚合物树脂即可。
能够在本发明中使用的所述聚合物树脂的具体实例可以包括聚氨酯树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚酯氨基甲酸酯树脂或其混合物，但不限于此。
首先，所述聚氨酯树脂是指在主链中包含通过多元醇和异氰酸酯的反应而形成的氨基甲酸酯重复单元的树脂，在此，可以不受限制地使用包含两个或更多个羟基的化合物，例如，基于聚酯的多元醇、基于聚碳酸酯的多元醇、聚醚多元醇、聚丙烯酸多元醇等等作为多元醇，可以不受限制地使用包含两个或更多个NCO基团的化合物作为异氰酸酯。
在此，可以使用例如，选自甲苯异氰酸酯(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、1,4-二异氰酸酯以及二甲苯二异氰酸酯(XDI)中的一种或者两种或更多种的组合作为异氰酸酯组分。
同时，可以通过使多元酸组分和多元醇组分反应获得基于聚酯的多元醇，在此，多元酸的实例可以包括芳族二羧酸，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，如草酸、琥珀酸、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-环己烷二羧酸和1,4-环己烷二羧酸；或反应性衍生物，如它们的酸酐、烷基酯和酸卤化物。这些化合物可以单独使用或以两种或更多种的组合使用。此外，就水分散性而言特别优选的是使用被磺酸酯取代的间苯二甲酸作为基本酸。
同时，可以通过使具有碳酸酯基团的化合物和多元醇组分反应获得所述基于聚碳酸酯的多元醇，在此，所述具有碳酸酯基团的化合物的实例可以包括碳酸二苯酯、碳酸二烷基酯、碳酸亚烷基酯等等。
此外，可以通过使环氧烷通过开环聚合加入到多元醇组分来获得聚醚多元醇。
同时，对所述多元醇组分不特别限定，只要该组分在分子中具有两个或更多个羟基基团即可，并且可以使用任何合适的多元醇。所述多元醇的实例优选地包括选自乙二醇、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、1,0-癸二醇、4,4’-二羟基苯基丙烷、4,4’-二羟基甲基甲烷、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇(PEG)、二丙二醇、聚丁二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)、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。在这些实例中，特别优选的是选自聚丁二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)和聚乙二醇(PEG)中的至少一种。
此外，可以通过使包含羟基的丙烯酸类单体或包含磺酸基团的丙烯酸类单体与具有羟基的单体共聚合来获得所述聚丙烯酸多元醇。在此，可以单独使用或以两种或更多种的组合使用所述丙烯酸类单体和所述具有羟基的单体。除了所述丙烯酸类单体组分以外还可以共聚合其他的单体。在此，可以使用不饱和腈(如(甲基)丙烯腈)、不饱和酰胺(如(甲基)丙烯酰亚胺)、烯烃类(例如乙烯和丙烯)、β-不饱和脂肪族单体(如卤化氯乙烯和偏二氯乙烯)、β-不饱和芳族单体(如苯乙烯和甲基苯乙烯)等等作为其他单体，并且这些单体可以单独使用或者以两种或更多种的组合使用。
接下来，所述聚酯树脂是指在主链中包含通过羧酸和醇的反应形成的酯基团的树脂，并且可优选为水分散性聚酯树脂，并且更优选可以包括通过多元酸和多元醇的反应形成的聚酯二醇。
在此，所述多元酸组分的实例可以包括芳族二羧酸，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，如草酸、琥珀酸、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-环己烷二羧酸和1,4-环己烷二羧酸；或反应性衍生物，如它们的酸酐、烷基酯和酸卤化物。这些多元酸组分可以单独使用或者以两种或更多种的组合使用。在这些组分当中，特别优选对苯二甲酸、间苯二甲酸、琥珀酸等等。
同时，对所述多元醇不特别限定，只要其在分子中具有两个或更多个羟基基团即可，并且可以使用任何合适的多元醇。所述多元醇的实例优选为选自乙二醇、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、1,0-癸二醇、4,4’-二羟基苯基丙烷(4,4’-dihydroxyphenylpropane)、4,4’-二羟基甲基甲烷(4,4’-dihydroxymethylmethane)、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇(PEG)、二丙二醇、聚丁二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)、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。此外，就水分散性而言特别优选的是单独使用或者以两种或更多种的组合使用含羧酸基团的二羟甲基烷酸、二羟甲基乙酸、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸等等作为所述多元醇。
同时，通过使所述多元酸和所述多元醇以2.5:1至1:2.5的摩尔比，优选地以2.3:1至1:2.3的摩尔比，并且更优选地以2:1至1:2的摩尔比反应形成所述聚酯二醇。当所述多元酸和所述多元醇反应的摩尔比在以上范围之外，未反应的单体会导致气味或可能产生涂布缺陷。
可以使用本领域已知的任何合适的方法作为制备所述聚酯树脂的方法。例如，可以在多元酸和多元醇的酯化反应后通过缩聚反应或在多元酸酐和多元醇的酯化反应后通过缩聚反应来制备本发明的聚酯树脂，更具体地，这些方法可通过包括以下步骤来进行：(1)原料混合步骤，其通过混合用于聚酯聚合的聚合原料获得原料混合物，(2)酯化反应步骤，其使原料混合物酯化，和(3)缩聚步骤，其通过使所述酯化的原料混合物缩聚获得聚酯。
同时，在不破坏本发明的物理性质的范围内，所述聚酯树脂可以进一步包括除了以上所述的组分以外的其他组分。
接下来，所述基于丙烯酸的树脂是指包含衍生自(甲基)丙烯酸酯单体的重复单元的树脂，并且可以通过，例如，使丙烯酸类单体或乙烯基单体共聚合获得本发明的基于丙烯酸的树脂。可以单独使用或以两种或更多种的组合使用这些树脂。除了所述乙烯基单体组分以外可以共聚合其他单体。在此，可以使用不饱和腈(如(甲基)丙烯腈)、不饱和酰胺(如(甲基)丙烯酰亚胺)、β-不饱和脂肪族单体(如卤化氯乙烯或偏二氯乙烯)、β-不饱和芳族单体(如苯乙烯或甲基苯乙烯)等等作为其他单体。可以单独使用或以两种或更多种的组合使用这些其他单体。
同时，本发明的聚合物树脂可以包括基于酯的重复单元、基于氨基甲酸酯的重复单元和基于丙烯酸的重复单元当中的两种或更多种。例如，本发明的聚合物树脂可以是包括基于酯的重复单元和基于氨基甲酸酯的重复单元的聚酯氨基甲酸酯树脂，可以是包括基于酯的重复单元和基于丙烯酸的重复单元的聚酯丙烯酸树脂，或者可以是包括基于氨基甲酸酯的重复单元和基于丙烯酸的重复单元的基于聚氨酯丙烯酸的树脂，或者可以包括所有这三种重复单元。
在此，所述基于聚酯丙烯酸的树脂是包括基于酯的重复单元和基于丙烯酸的重复单元的树脂，并且可以通过使所述基于丙烯酸的单体组分与聚酯二醇共聚合制备。更具体地，本发明的基于聚酯丙烯酸的树脂可以包括如上所述的基于酯的重复单元和基于丙烯酸的单元。在此，所述聚酯单元发挥增加基板粘附力的作用，并且所述基于丙烯酸的单元可以进一步改善耐溶剂性。
在此，能被使用的所述基于丙烯酸的单体的实例可以包括选自(甲基)丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸羟烷基酯、包含羰基团的烷基(甲基)丙烯酸、烷基丙烯酸和包含磺酸盐或磺酸酯的丙烯酸酯中的一种或更多种。在此，所述包含磺酸盐或磺酸酯的丙烯酸酯的实例包括含有2-甲基2-丙烯-1-磺酸钠的丙烯酸酯、含有芳基磺酸钠的丙烯酸酯、含有2-丙烯-1-磺酸酯的丙烯酸酯等等。同时，在这些基于丙烯酸的单体当中，当含有环氧基团的环氧丙烯酸酯单体被共聚合到所述聚酯树脂时，环氧环在高温下离解，由于加成聚合反应导致所述环氧环之间交联，优点是通过增强聚酯主链的高温耐久性来提高高温稳定性。
此外，除了所述丙烯酸类单体组分以外，如果必要所述聚酯树脂可以共聚合其他单体。在此，可以使用不饱和腈(如(甲基)丙烯腈)、不饱和酰胺(如(甲基)丙烯酰亚胺)、烯烃类(如乙烯或丙烯)、β-不饱和脂肪族单体(如卤化氯乙烯或偏二氯乙烯)、β-不饱和芳族单体(如苯乙烯或甲基苯乙烯)等等作为其他单体。可以单独使用或以两种或更多种的组合使用这些其他单体。
更优选地，本发明的聚酯树脂可以包括基于丙烯酸的单体中的两种或更多种，并且最优选地包括(甲基)丙烯酸烷基酯单体和如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的环氧(甲基)丙烯酸酯单体。
同时，所述基于聚酯丙烯酸的树脂可以在反应物中具有约1:9至9:1，更优选约2:8至8:2，且最优选约3:7至7:3的重量比(但不限于此)的所述聚酯二醇和所述基于丙烯酸的单体。当在反应物中所述聚酯二醇和所述丙烯酸类单体的含量满足以上范围时，与基板的粘附力和耐溶剂性等的性质优良。
接下来，所述基于聚酯氨基甲酸酯的树脂包括基于酯的重复单元以及基于氨基甲酸酯的重复单元，例如，可以通过以上所述的使异氰酸酯与所述聚酯树脂反应而形成。在此，所述聚酯树脂和所述异氰酸酯的当量比为，例如，2:1至1:2，优选1.5:1至1:1.5，并且更优选1.2:1至1:1.2。当所述当量比满足以上范围时，使用含有这些组分的涂料组合物形成的涂层的外观非常好，并且可以进一步改善与基板的粘附力和耐溶剂性等的性质。
接下来，所述基于聚氨酯丙烯酸的树脂是包括氨基甲酸酯单元和基于丙烯酸的单元的树脂，并且可以通过额外地使基于丙烯酸的单体组分共聚合到聚氨酯树脂而制备。当与不包含基于丙烯酸的单元的基于聚氨酯的树脂相比较时，这种基于聚氨酯丙烯酸的树脂具有更加改善的耐溶剂性和透明度。
在此，能被使用的所述基于丙烯酸的单体的实例可以包括选自(甲基)丙烯酸烷基酯、丙烯酸烷基酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、丙烯酸羟烷基酯、包含羰基团的烷基(甲基)丙烯酸、烷基丙烯酸和包含磺酸盐或磺酸酯的丙烯酸酯中的一种或更多种。在此，所述包含磺酸盐或磺酸酯的丙烯酸酯的实例包括含有2-甲基2-丙烯-1-磺酸钠的丙烯酸酯、含有芳基磺酸钠的丙烯酸酯、含有2-丙烯-1-磺酸酯的丙烯酸酯等等。
此外，除了所述丙烯酸类单体组分以外，如果必要所述基于聚氨酯丙烯酸的树脂可以共聚合其他单体。在此，可以使用不饱和腈(如(甲基)丙烯腈)、不饱和酰胺(如(甲基)丙烯酰亚胺)、烯烃类(如乙烯和丙烯)、β-不饱和脂肪族单体(如卤化氯乙烯和偏二氯乙烯)、β-不饱和芳族单体(如苯乙烯和甲基苯乙烯)等等作为其他单体。这些其他单体可以单独使用或以两种或更多种的组合使用。
同时，所述基于聚氨酯丙烯酸的树脂可以具有以约1:9至9:1，更优选约2:8至8:2的重量比(但不限于此)的所述聚氨酯树脂和所述基于丙烯酸的单体。当所述聚氨酯树脂和所述基于丙烯酸的单体的重量比满足以上范围时，容易保证透明度，并且可涂布性优异，因此，优点是容易形成所述涂层。
同时，在不破坏本发明的物理性质的范围内，所述聚酯树脂可以进一步包括除了以上所述的组分以外的其他组分。
为了增强水分散性，本发明的聚合物树脂除了包括羟基以外，必要时可以进一步包括如羧基基团和磺酸酯基团的官能团。在合成聚合物树脂时可以通过使用包含上述的官能团的单体来制备所述具有如羧基基团和磺酸酯基团的官能团的聚合物树脂，在此，在所述聚合物树脂的制备中，相对全部单体混合物，优选地包括约1重量％至20重量％的包含羧基基团或磺酸酯基团的的单体。
接下来，将描述所述交联剂。本发明的涂料组合物包括基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂和/或基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂。所述交联剂键合到所述聚合物树脂的羟基，从而在聚合物之间引发键合，并发挥增强耐溶剂性的作用。根据本发明的发明人进行的研究，与其他类型的交联剂相比，当使用如上所述的基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂和/或基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂时，可以以更少量获得优异的耐溶剂性改善效果。
同时，可以没有限制地使用包括钛原子的交联剂作为所述基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂，例如，可以使用由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
在化学式1中，R1至R4各自独立地为C1-4烷氧基团、螯合基团或羟基，在此，所述螯合基团包括乳酸酯(lactate)、三乙醇胺(triethanolaminate)、乙酰丙酮酸酯(acetylacetonate)、乙酰乙酸酯(acetoacetate)或乙酰乙酸乙酯(ethyl acetoacetate)。同时，R1至R4可以彼此相同或不同。
可以没有限制地使用包括锆原子的交联剂作为所述基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂，例如，可以使用由以下化学式2表示的化合物。
[化学式2]
在化学式2中，R5至R8各自独立地为C1-4烷氧基团、螯合基团或羟基，在此，所述螯合基团包括乳酸酯、三乙醇胺、乙酰丙酮酸酯、乙酰乙酸酯或乙酰乙酸乙酯。同时，R5至R8可以彼此相同或不同。
此外，所述交联剂可以使用可商购的基于钛酸盐或钛酸酯和基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂，可以使用，例如由Dorf Ketal Chemicals LLC生产的Tyzor系列，由Matsumotofine chemical Co.,Ltd.生产的orgatix系列等等。
同时，相对于100重量份的所述含羟基的聚合物树脂，所述交联剂的含量可为0.01重量份至10重量份，0.03重量份至10重量份或0.05重量份至7重量份。当所述交联剂的含量满足以上范围时，则所述涂料溶液的可涂布性和存储稳定性优异。特别是，随着交联剂含量增加，耐溶剂性变得更好，因此，当在使用所述水分散性涂料组合物形成的涂层上形成表面涂层时，所述涂层和所述表面涂层之间的粘附力也显著地增强。此外，还具有改善保护膜的滑特性的优点。
接下来，将描述所述水分散性微粒。
能在本发明中使用的所述水分散性微粒可以使用任何合适的微粒，其实例包括无机系微粒、有机系微粒或其组合。所述无机系微粒的实例可以包括包含基于二氧化硅的、基于二氧化钛的、基于氧化铝的、基于氧化锆的、基于锑等等的无机氧化物，有机系微粒的实例包括基于硅酮的树脂、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等。
同时，相对于100重量份的所述含羟基的聚合物树脂，所述水分散性微粒的含量可以为0.01重量份至20重量份，0.05重量份至15重量份或0.1重量份至10重量份。当所述水分散性微粒的含量满足以上范围时，膜之间的滑动是光滑的，卷绕性质变得优异，这是由于抗粘连性得到改善，并在卷绕后，膜缺陷也得到显著改善。此外，优点还在于耐刮性得到改善，并且由于低雾值使得膜透明度优异。
特别地，在根据本发明的水分散性涂料组合物中，所述水分散性微粒优选为二氧化硅。二氧化硅具有优异的抑制粘连能力并且具有优异的透明度从而几乎没有雾度(haze)，并且也没有着色，因此，对偏光板的光学性质的影响较小。此外，胶状二氧化硅对水分散性涂料组合物具有良好的分散性和分散稳定性，因此，当形成所述涂层时，可使用性更加优异。
同时，所述水分散性微粒优选地具有约50nm至500nm，或100nm至300nm的平均直径(平均第一颗粒直径)。当所述水分散性微粒的平均直径满足以上范围时，涂料溶液的稳定性优异，并且由于在溶液中分散均匀而雾度低。此外，通过使用具有上述的颗粒直径的微粒，在所述涂层表面上适当地形成不均匀度，且特别地，可有效降低在所述基于丙烯酸的膜和所述涂层之间的接触表面，以及在所述涂层之间的接触表面的摩擦力。结果是，抑制粘连能力可以更优。
本发明的水分散性涂料组合物是水性的，因此微粒混合成水分散体。特别是，当使用二氧化硅作为微粒时，二氧化硅优选地混合成胶状氧化硅。所述胶状二氧化硅，可以使用本领域中可商购的产品，并且其实例可以包括由Nissan Chemical Industries,Ltd.生产的SNOWTEX系列，由AIR PRODUCTS生产的AEROSIL系列，由Nippon Shokubai Co.Ltd.生产的EPOSTAR系列和SOLIOSTAR RA系列，由Ranco生产的LSH系列等等。
在根据本发明的光学膜中，用于形成涂层的水分散性涂料组合物最优选地包含100重量份的含羟基的聚合物树脂、0.01重量份至10重量份的至少一种交联剂以及0.01重量份至20重量份的水分散性微粒，所述至少一种交联剂选自基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂及基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂。
用这种水分散性涂料组合物形成的涂层具有优异的耐溶剂性，从而改善与表面涂层或非水溶性粘合剂的粘附力，而且滑特性也非常优异。
同时，在本发明中，透明膜可具有单层膜或具有层压两层或更多层膜的结构，并且当透明膜具有层压两层或更多层膜的结构时，层压的膜可用相同材料或是不同材料形成。
在此，所述透明膜的实例可包括但不限于，聚乙烯膜、聚氨酯膜、聚丙烯膜、聚烯烃膜、基于酯的膜、基于丙烯酸的膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、基于聚乙烯醇的膜和/或基于纤维素的膜等等。
特别地，本发明的透明膜优选为基于丙烯酸的膜。在此，所述基于丙烯酸的膜是指具有包含基于丙烯酸酯的单元和/或基于甲基丙烯酸酯的单元作为主要组分的树脂的膜，上述概念包括不仅具有用基于丙烯酸酯的单元或基于甲基丙烯酸酯的单元形成的均聚物树脂，而且具有与除了基于丙烯酸酯的单元和/或基于甲基丙烯酸酯的单元作为主要组分以外的其他单体单元共聚合的共聚物树脂的膜，还包括由其他树脂与上述的丙烯酸树脂混合的混合树脂形成的膜。
在此，所述基于丙烯酸的膜的实例可以包括一种膜，其包含含有基于(甲基)丙烯酸烷基酯的单元和基于苯乙烯的单元的共聚物；以及在主链中具有碳酸酯部分的基于芳族的树脂；一种膜，其包含基于(甲基)丙烯酸烷基酯的单元和至少一个用羰基取代的三元杂环至六元杂环单元的膜；或一种膜，其包含基于(甲基)丙烯酸烷基酯的单元、基于苯乙烯的单元、至少一个用羰基取代的三元至六元杂环单元，以及丙烯氰单元。此外，可以包括具有内酯结构的基于丙烯酸的膜。
能与所述基于丙烯酸的树脂共聚合的单体单元可包括基于芳族乙烯基的单元、用羰基取代的三元杂环至六元杂环单元、丙烯酸单元、缩水甘油基单元等等。在此，所述基于芳族乙烯基的单元是指，例如，衍生自苯乙烯、α-甲基苯乙烯等等的单元，并且所述用羰基取代的三元杂环至六元杂环单元是指，例如，衍生自内酯环、戊二酸酐、戊二酰亚胺、马来酰亚胺、马来酸酐等等的单元。
例如，所述基于丙烯酸的膜可以是这样一种膜，其包括含有基于(甲基)丙烯酸烷基酯的单元以及至少一个用羰基取代的三元杂环至十元杂环单元的共聚物。在此，所述用羰基取代的三元杂环至十元杂环单元可以是内酯环、戊二酸酐、戊二酰亚胺、马来酸酐、马来酰亚胺等等。
所述丙烯酸膜的另一个实例可以包括这样一种膜，其包含丙烯酸树脂与在主链中具有碳酸酯单元的芳族树脂混合的混合树脂。在此，所述在主链中具有碳酸酯单元的芳族树脂的实例可以包括聚碳酸酯树脂、苯氧基树脂等等。
用于制备所述基于丙烯酸的树脂膜的方法没有特别限定，并且例如，所述基于丙烯酸的树脂膜可以通过以下方法制备：使用任何适合的混合方法充分混合基于(甲基)丙烯酸酯的树脂、其他聚合物、添加剂等等来制备热塑性树脂组合物，然后将上述产物模塑成膜，或者所述基于丙烯酸的树脂膜可以通过以下方法制备：将基于(甲基)丙烯酸酯的树脂、其他聚合物、添加剂等等制成分别的溶液，然后通过混合这些分别制备的溶液形成均匀混合的溶液，并将上述产物模塑成膜。
所述热塑性树脂组合物可以通过以下方法制备：例如，使用任何合适的混合器(例如均质仪)预混合膜原料，然后挤出捏合获得的混合物。在这种情形中，对用于挤出捏合的混合器并不特别限制，例如，可以使用任何合适的包括如单轴挤出机和双轴挤出机的挤出机、加压捏合机等等的混合器。
膜成型方法的实例可包括任何合适的膜成型方法，如溶液流延法、熔融挤出法、压延法以及挤出成型法。在这些膜成型方法当中，优选的是溶液流延法以及熔融挤出法。
在溶液流延法中使用的溶剂的实例可以包括芳族烃，如苯、甲苯和二甲苯；脂肪族烃，如环己烷和十氢化萘(decaline)；酯类，如乙酸乙酯和乙酸丁酯；酮类，如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮；醇类，如甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂和丁基溶纤剂；醚类，如四氢呋喃和二噁烷；卤代烃，如二氯甲烷、氯仿和四氯化碳；二甲基甲酰胺；二甲基亚砜等等。可以单独使用或者以两种或更多种的组合使用这些溶剂。
在溶液流延法中使用的装置的实例可包括滚筒式浇注机、带式浇注机、旋转涂布机等等。熔融挤出法的实例可包括T模法、吹胀法等等。成型温度优选为150℃至350℃，且更优选为200℃至300℃。
当使用T模法成型膜时，可通过在已知的单轴挤出机或是双轴挤出机的前端安装T模，并将挤出的膜卷绕成膜形状来获得具有卷形状(roll shape)的膜。在此，可通过适当地调整卷绕辊的温度并在挤出方向应用定向使膜单轴定向。此外，可通过在垂直于挤出方向的方向使膜定向，可以将膜同时双轴定向、依序双轴定向等等。
所述基于丙烯酸的膜可为未定向膜或是定向膜中的任何一种。当所述基于丙烯酸的膜为定向膜时，其可为单轴定向膜或双轴定向膜，当所述基于丙烯酸的膜为双轴定向膜时，其可为同时双轴定向膜或是依序双轴定向膜。当膜为双轴定向时，由于机械强度改善，所以膜性能也会改善。通过将所述基于丙烯酸的膜与其他热塑性树脂混合，即使膜被定向但仍可抑制相位差的增加，并保持光学各向同性。
定向温度优选地在接近热塑性树脂组合物(其为膜原料)的玻璃化转变温度的范围内，且优选为(玻璃化转变温度-30℃)至(玻璃化转变温度+100℃之间的范围，且更优选是(玻璃化转变温度-20℃)至(玻璃化转变温度+80℃)之间的范围。当定向温度低于(玻璃化转变温度-30℃)时，可能存在无法取得充分定向度的问题。相反，当定向温度大于(玻璃化转变温度+100℃)时，可能出现发生树脂组合物流动以及不能实现稳定定向的问题。
由面积率所定义的定向度优选为1.1倍至25倍，且更优选为1.3倍至10倍。当定向度低于1.1倍时，伴随定向的硬度可能无法获得改善。当定向度大于25倍时，无法识别定向度提升的效果。
在一个方向上，定向率优选为10％/分钟至20,000％/分钟，并且更优选为100％/分钟至10,000％/分钟。当定向率低于10％/分钟时，因为取得充分定向度所需的时间相对较长，存在制造成本可能增加的问题。当定向率大于20,000％/分钟，可能存在定向膜断开的问题。
为了稳定膜的光学各向同性或机械特性，可在定向后对所述基于丙烯酸的膜进行热处理(退火)等等。对热处理的条件并不特别限定，可使用本领域中已知的任何合适的条件。
可使用例如以下方法来制备如上所述的根据本发明的光学膜，该方法包括在透明膜的至少一个表面上形成涂层的步骤，并且所述涂层是使用以上所述的根据本发明的水分散性涂料组合物形成的。
在此，可使用如下方法来进行形成涂层的步骤：使用本领域中熟知的方法(如棒涂法、凹版涂布法和狭缝模具涂布法)在基底膜上涂布所述水分散性涂料组合物，并干燥产物。
此外，可通过对流加热炉等进行干燥，但是本方法并不限于此。并且，干燥优选是在90℃至150℃的温度下进行10秒至5分钟。干燥温度依照涂布的步骤而有所不同，对于已完成定向的膜，可在不超过膜的玻璃化转变温度(Tg)的温度范围内进行干燥，当包含定向时，干燥是在定向的温度下与定向同时进行，并且在不超过膜的分解温度(Td)的温度范围内进行干燥。
同时，在根据本发明的光学膜中，涂层可具有50nm至2000nm，100nm至1000nm，或200nm至800nm的厚度。当涂层的厚度满足上述范围时，粘附特性、附着特性以及卷绕特性优异。
此外，涂层可具有，例如，0至0.6的摩擦系数，但该值不限于此。随着涂层的摩擦系数降低，滑特性变得优异，并且当摩擦系数满足上述范围时，卷绕特性优异。在此，摩擦系数是指摩擦力除以法向力的相对比率。
此外，在本发明中，涂层可具有0至5，或0.1至3的透明度(雾度)。涂层的透明度越低越好，当透明度满足上述范围时，膜的透明度优异。
必要时，在根据本发明的光学膜中，为了改进粘合强度或是附着强度，可在涂层形成之前在透明膜的至少一个表面上进行表面处理，在此，表面处理方法可包括选自碱处理、电晕处理以及等离子体处理中的至少一种。特别地，当本发明使用的光学膜是不包含内酯环的基于丙烯酸的膜时，优选进行表面处理。
同时，根据本发明的光学膜可选择性地进一步的包含在形成有涂层的透明膜的至少一个表面上的表面涂层。表面涂层是指功能层，如反眩光层、抗反射层或硬涂层。
在此，形成表面涂层的用于表面涂布的组合物，可取决于所要提供的功能形成有各种组成，例如，可包含黏合剂树脂、微粒以及溶剂，如果需要可进一步包含添加剂。
例如，在本发明中，用于形成表面涂层的组合物可使用基于氨基甲酸酯丙烯酸的树脂等等作为黏合剂树脂，并可使用有机微粒以及无机微粒等等用作微粒。特别地，在本发明中，用于表面涂布的组合物优选为可紫外光固化的。
同时，进行表面涂层的形成可包含涂布的步骤、干燥以及固化的步骤。在此，干燥以及固化的步骤可分别处理或在同一步骤中处理。在此，优选地使用紫外光进行固化步骤。
同时，除了表面涂层以外，本发明的光学膜可进一步设有具有其他目的的单独的层。例如，可进一步设置避免显示器表面被污染的抗污层等等。可以无限制地进一步设置具有各种目的的其他层。
接下来，本发明的偏光板包含偏光片，以及在所述偏光片的至少一个表面上的根据本发明的光学膜。
在此，对偏光片并无特别限制，例如，可使用本领域中熟知的偏光片，例如，用含有碘或是二向色性染料的聚乙烯醇(PVA)形成的膜。在本发明中，偏光片是指不包括保护膜(透明膜)的状态，而偏光板是指包括保护膜(透明膜)的状态。
同时，根据本发明的偏光板可进一步包含在所述偏光片的一个表面或两表面上的粘合层。例如，本发明的偏光板可形成为具有以偏光片作为基底的[透明膜/涂层/粘合层/偏光片]的一侧表面结构，然而，该结构并不限于此。在此，能够用于形成粘合层的粘合剂可包括本领域中通常使用的水溶性粘合剂或非水溶性粘合剂。
在本发明中，例如，可以使用但不限于基于聚乙烯醇的粘合剂、基于丙烯酸的粘合剂、基于环氧的粘合剂、基于氨基甲酸酯的粘合剂等等作为水溶性粘合剂。考虑与偏光片等的粘合强度等，在上述粘合剂中，基于聚乙烯醇的粘合剂是优选的，而且包含乙酰乙酰基团的改性的聚乙烯醇粘合剂可进一步改善粘合特性。所述基于聚乙烯醇的粘合剂的具体实例可包括由Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd.公司生产的Gohsefiner Z-100、Z-200、Z-200H、Z-210、Z-220、Z-320等等，但不限于此。
在此，在偏光片以及保护膜层之间使用水溶性粘合剂的粘合可使用以下方法进行：使用辊式涂布机、凹版印刷涂布机、棒式涂布机、刀式涂布机或毛细管式涂布机等，将粘合剂涂布在用于偏光片或PVA膜(其为偏光片)的保护膜的表面上，然后在粘合剂完全干燥之前使用层压辊热压或室温下加压以层压保护膜以及偏光膜。当使用热熔型粘合剂时，需要使用热压辊。
同时，对所述非水溶性粘合剂无特别限制，只要其是可自由基固化的即可，其实例可包括使用光自由基聚合反应的粘合剂，例如基于(甲基)丙烯酸酯的粘合剂、基于烯/硫醇的粘合剂和基于不饱和聚酯的粘合剂；使用光阳离子聚合反应的粘合剂，如基于环氧的粘合剂、基于氧杂环丁烷的粘合剂、基于环氧/氧杂环丁烷的粘合剂和基于乙烯基醚的粘合剂等等。
在此，在偏光片以及光学膜之间使用非水溶性粘合剂的粘合可使用以下方法进行：通过涂覆粘合剂组合物形成粘合层，层叠偏光片以及光学膜，并通过光照射固化所述粘合剂组合物。
根据如上制备的本发明的偏光板可用于各种应用。具体地，根据本发明的偏光板优选地可用于含有用于液晶显示设备(LCD)的偏光板的影像显示设备，用于有机EL显示设备的抗反射的偏光板等等。此外，根据本发明的偏光板可用于各种功能性膜，例如，结合各种光学层的复合偏光板，这些光学层如包括λ/4板、λ/2板等的延迟板、光扩散板、广视角板、亮度增强板以及反射板。
制备实施例1至7
按照以下[表1]中所列的组成和含量，通过混合聚合物树脂、交联剂、二氧化硅和水来制备水分散性涂料组合物(A)至(G)。
[表1]
同时，在[表1]中，CK-PUD-1004A是由Chokwang Paint Ltd.销售的基于聚氨酯的树脂的商品名称，A645GH是由Takamatsu oil&fat Co.Ltd.销售的基于聚酯丙烯酸的树脂的商品名称，而Tyzor LA和Tyzor 217是由Dorf Ketal Chemicals LLC销售的基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂的商品名称。
实施例1
在使用T模成膜装置，在250℃和250rpm的条件下，用聚(环己基马来酰亚胺-共-甲基丙烯酸甲酯)(LG MMA PMMA830HR)树脂制备具有800mm宽度的未定向膜之后，在135℃的温度下，在MD方向上以1.8倍对所述膜进行定向。
接下来，使用迈耶棒(Maryer bar)将所述水分散性涂料组合物(A)涂布在所述定向丙烯酸膜的两个表面上。随后，所述产物在TD方向上以2.0倍进行定向，以制备两表面上形成有涂层的基于丙烯酸的膜，在此，所述涂层的厚度为600nm。
实施例2
除了使用水分散性涂料组合物(B)以外，以与在实施例1中的方式相同的方式制备丙烯酸膜。
实施例3
除了使用水分散性涂料组合物(C)以外，以与在实施例1中的方式相同的方式制备丙烯酸膜。
实施例4
除了使用水分散性涂料组合物(D)以外，以与在实施例1中的方式相同的方式制备丙烯酸膜。
对比实施例1
除了使用水分散性涂料组合物(E)以外，以与在实施例1中的方式相同的方式制备丙烯酸膜。
对比实施例2
除了使用水分散性涂料组合物(F)以外，以与在实施例1中的方式相同的方式制备丙烯酸膜。
对比实施例3
除了使用水分散性涂料组合物(G)以外，以与在实施例1中的方式相同的方式制备丙烯酸膜。
测试实施例1.涂层的耐溶剂性评价
用涂有酒精的棉花擦拭形成有实施例1至4以及对比实施例1至3中所制备的涂层的丙烯酸膜的表面三次，并评价剩余涂层的程度，在[表2]中显示评价的结果，没有涂层剩余的情形标示为X，涂层剩余70％或少于70％的情形标示为Δ，涂层剩余71％至90％的情形标示为○，而涂层剩余91％至100％的情形标示为◎。
测试实施例2.涂层的透明度评价
通过使用HM-150(murakami color research laboratory)测量雾度来评价在实施例1至4以及对比实施例1至3中制备的丙烯酸膜的透明度。在以下[表2]中显示测量结果。
[表2]
在此之前，已详细地描述了本发明的实施例，然而，本发明的权利要求不限于此，并且在不偏离在权利要求中所描述的本发明的精神的情况下，对本领域的技术人员来说做出各种修改和变化将是显而易见的。

Claims (8)

1.一种光学膜，其包含：
透明膜，以及
在所述透明膜的至少一个表面上的涂层，
其中所述涂层是使用水分散性涂料组合物而形成，所述水分散性涂料组合物包括含羟基的聚合物树脂、选自基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂以及基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂中的至少一种交联剂以及水分散性微粒，
其中，所述基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂是由以下化学式1表示的化合物：
[化学式1]
其中，在化学式1中，R1至R4各自独立地为C1-4烷氧基团、螯合基团或羟基，
其中，所述基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂是由以下化学式2表示的化合物：
[化学式2]
其中，在化学式2中，R5至R8各自独立地为C1-4烷氧基团、螯合基团或羟基，并且
其中，所述聚合物树脂进一步包含磺酸盐或磺酸酯基团。
2.如权利要求1所述的光学膜，其中，所述水分散性涂料组合物包含100重量份的所述含羟基的聚合树物脂；0.01重量份至10重量份的所述选自基于钛酸盐或钛酸酯的交联剂以及基于锆酸盐或锆酸酯的交联剂中的至少一种交联剂；以及0.01重量份至20重量份的所述水分散性微粒。
3.如权利要求1所述的光学膜，其中，所述聚合物树脂选自聚氨酯、聚酯、丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸树脂、基于聚酯的丙烯酸树脂、基于聚酯的氨基甲酸酯和其混合物。
4.如权利要求1所述的光学膜，其中，所述水分散性微粒是选自基于二氧化硅的、基于二氧化钛的、基于氧化铝的、基于氧化锆的和基于锑的微粒中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的光学膜，其中，所述涂层的厚度为50nm至1000nm。
6.如权利要求1所述的光学膜，其中，所述透明膜是基于丙烯酸的膜。
7.如权利要求1所述的光学膜，其包含在形成有所述涂层的透明膜的至少一个表面上的表面涂层。
8.一种偏光板，其包含：
偏光片；以及
在所述偏光片的至少一个表面上的如权利要求1至7中任一项所述的光学膜。
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