CN108700691A - 具有高的粘合性和优异的阻挡uv光的特性的光学膜及包括其的偏光板 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的光学膜具有以下特征：其即使在使用主链中不具有环结构的丙烯酸类树脂时也具有高的粘合性和优异的阻挡UV光的特性。

Description

具有高的粘合性和优异的阻挡UV光的特性的光学膜及包括其 的偏光板
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年9月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0120102号和于2017年9月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0119828号的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本发明涉及一种具有高的粘合性和优异的阻挡UV光的特性的光学膜及包括其的偏光板。
背景技术
液晶显示器使用偏振光。为此，使用偏光板，并且通常使用PVA元件。然而，偏光板例如PVA元件自身具有弱的机械特性并且容易受外部环境例如温度或湿度影响。因此，需要用于保护偏光板的保护膜。
这样的保护膜应具有优异的光学特性和优异的机械特性。TAC膜(三乙酰纤维素膜)常被用作用于偏光板中使用的PVA元件的保护膜。然而，近年来，已使用具有优于TAC膜的耐热性和耐吸收性的丙烯酸类膜。
用于保护偏光板的丙烯酸类膜通过拉伸过程来制备。在这方面，通常使用玻璃化转变温度为120℃或更高的丙烯酸类树脂，使得在高温下的尺寸变化小并且可以稳定地保持光学特性。此外，为了进一步改善丙烯酸类树脂的尺寸稳定性和光学特性，向其主链中引入环结构，并且为此，引入赋予耐热性的具有环结构的单体。然而，问题是，当引入具有环结构的单体时，不仅原料的价格增加而且必须在更高温度下进行处理。
同时，丙烯酸类树脂特别是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有优异的透明性，并因此可以用作偏光板的保护膜。然而，玻璃化转变温度低，因此，在高温下拉伸滞后松弛，导致尺寸稳定性劣化。此外，当聚甲基丙烯酸甲酯被拉伸并制成膜时，存在对PVA元件(其为偏光板)的粘合性随着拉伸条件变化的问题。
因此，本发明人进行了广泛的研究以便即使在使用主链中不含具有环结构的单体的丙烯酸类树脂时也制备能够表现出高的对PVA元件(其为偏光板)的粘合性并且具有优异的阻挡UV光的特性的光学膜。结果，发现稍后描述的通过包含紫外线吸收剂和底漆层并拉伸膜而制造的光学膜满足上述要求，由此完成了本发明。
发明内容
技术问题
本发明的一个目的是提供一种具有高的对偏光板的粘合性并且具有优异的阻挡UV光的特性的双轴拉伸光学膜。
本发明的另一个目的是提供一种包括双轴拉伸光学膜的偏光板。
技术方案
为了实现上述目的，本发明提供了一种双轴拉伸光学膜，其包括基底层和形成在基底层上的底漆层，其中基底层包含丙烯酸类树脂和紫外线吸收剂，以及底漆层包含70重量份至95重量份的基于聚酯的树脂和5重量份至30重量份的基于聚氨酯的树脂。
丙烯酸类树脂具有优异的透明性并因此可以用作光学膜，特别是用作用于偏光板的保护膜。然而，当将丙烯酸类树脂制成膜时，必须使用拉伸过程以提高机械强度，但由于丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度低，通过拉伸制备的光学膜存在在高温下拉伸滞后松弛的问题，这导致尺寸稳定性劣化。为了改善这样的问题，提出了在丙烯酸类树脂的主链中引入环结构的方法，然而不仅制备过程复杂以及基础材料的成本增加，而且必须在更高的温度下进行处理。
此外，当丙烯酸类树脂被拉伸时，存在对PVA元件(其为偏光板)的粘合性随着拉伸条件变化的问题。
因此，在本发明中，提供了如稍后所述通过使用紫外线吸收剂并引入底漆层而能够具有高的粘合性和优异的阻挡UV光的特性的光学膜。
下文中，将更详细地描述本发明。
丙烯酸类树脂
如本文使用的，术语‘丙烯酸类树脂’是指通过基于丙烯酸酯的单体的聚合制备的树脂，并且在本发明中为构成基底层的主要组分。特别地，‘丙烯酸类树脂’具有在主链中不含环结构的特征。
优选地，基于丙烯酸酯的单体在主链中不具有环结构，并且可以使用选自以下中的至少一者：甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸苄酯。
此外，根据需要，丙烯酸类树脂还可以包含基于苯乙烯的单体，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、苯甲酰苯乙烯或丙烯腈。
丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度为100℃至120℃。如果玻璃化转变温度小于100℃，则存在当制造成膜时热稳定性劣化的问题。
此外，丙烯酸类树脂的重均分子量为100,000至150,000。如果重均分子量小于100,000，则存在当制造成膜时机械特性劣化的问题，而如果重均分子量超过150,000，则存在难以进行挤出过程的问题。
特别地，在本发明中，可以使用甲基丙烯酸甲酯和/或丙烯酸甲酯作为基于丙烯酸酯的单体，并且优选聚甲基丙烯酸甲酯，其是甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯的共聚物。优选地，聚甲基丙烯酸甲酯包含90重量％至99重量％的甲基丙烯酸甲酯和1重量％至10重量％的丙烯酸甲酯单体。丙烯酸甲酯用于抑制共聚物降解。
聚甲基丙烯酸甲酯可以通过已知的方法来制备，不同之处在于除甲基丙烯酸甲酯之外还使用丙烯酸甲酯。例如，其可以通过诸如乳液聚合、乳液-悬浮聚合、悬浮聚合等方法制备。此外，为了向聚甲基丙烯酸甲酯的末端引入丙烯酸甲酯单体，首先可以聚合聚甲基丙烯酸甲酯，然后可以使丙烯酸甲酯单体聚合。
紫外线吸收剂
在本发明中，紫外线吸收剂被包含在基底层中并且用于有效地阻挡从外部进入的紫外光。
作为可用于本发明的紫外线吸收剂，根据本发明的双轴拉伸光学膜可以没有特别限制地使用，只要其在光学膜的厚度为40μm的条件下在380nm的波长下的透光率可以为20％或更小优选地10％或更小即可。例如，作为紫外线吸收剂，可以使用本领域公知的基于二苯甲酮的紫外线吸收剂、基于苯并三唑的紫外线吸收剂、基于三嗪的紫外线吸收剂、基于水杨酸酯的紫外线吸收剂等。
其中，优选基于三嗪的紫外线吸收剂。在这种情况下，热稳定性和紫外线吸收效果优异，并因此即使在以适当的量被包含在内时也可以获得足够的紫外线阻挡效果。此外，可以防止在膜形成过程期间可能发生的烟现象或迁移现象。基于三嗪的紫外线吸收剂的实例包括具有2,4,6-三苯基-1,3,5-三嗪骨架作为主要组分的化合物，并且可以使用本领域市售的各种基于三嗪的紫外线吸收剂而没有特别限制。
基于100重量份的丙烯酸类树脂，紫外线吸收剂优选以0.1重量份至5重量份的量被包含在内。如果紫外线吸收剂的含量小于上述范围，则其不具有足够的紫外线阻挡效果。如果紫外线吸收剂的含量超过上述范围，则存在这样的问题：当紫外线吸收剂在制造光学膜的过程中分解时，发生迁移出膜的迁移现象。
基底层
在本发明中，基底层被制备成包含如上所述的丙烯酸类树脂的组合物。例如，可以将丙烯酸类树脂形成为未拉伸的膜，从而制备基底层。
此外，基底层还可以包含用于控制延迟的延迟控制剂。当丙烯酸类树脂被拉伸时，其具有其中折射率在垂直于拉伸方向的方向上增加的负双折射特性。因此，为了具有零延迟，需要具有其中折射率在拉伸方向上增加的正双折射特性的延迟控制剂。
优选地，延迟控制剂可以使用聚碳酸酯。如本文使用的，术语‘聚碳酸酯’通过使芳族二醇化合物与碳酸酯前体反应而形成，并且可以通过界面聚合或溶液聚合来制备。例如，其可以通过双酚A与光气的界面聚合来制备。特别地，在本发明中，聚碳酸酯为与聚甲基丙烯酸甲酯一起构成基底层的组分。
当额外地包含聚碳酸酯时，考虑到其与丙烯酸类树脂的相容性，聚碳酸酯的重均分子量优选为10,000至20,000。当聚碳酸酯的重均分子量超过20,000时，与丙烯酸类树脂的相容性降低，并且整体上形成不透明的组合物，这对于用作光学膜是不优选的。
此外，优选聚碳酸酯以10重量％或更小的量被包含在基底层中。如果其含量超过10重量％，则整体上形成不透明的组合物，并且延迟表现太多，这对于实现零延迟是不优选的。此外，聚碳酸酯优选以1重量％或更高或者2重量％或更高的量被包含在基底层中。
此外，根据需要，组合物可以包含添加剂，例如热稳定剂、润滑剂等。此时，添加剂可以以在不损害组合物的物理特性的范围内的适当量被包含在内，并且基于100重量份总的组合物，可以例如以0.1重量份至5重量份的量被包含在内。
此外，作为用于由组合物制备膜的方法，可以使用本领域已知的任何方法，例如溶液流延法、挤出法等。在一个实例中，可以使用熔体挤出成型法。
具体地，将用于光学材料的树脂组合物干燥以除去水分，然后从原料料斗至单螺杆或双螺杆挤出机来给挤出机进料，并使组合物在高温下熔化以获得原料丸粒。然后将由此获得的原料丸粒干燥，从原料料斗至挤出机通过单螺杆挤出机熔化，然后通过衣架式T型模头，由此通过镀铬铸辊、冷却辊等形成膜。此时，膜成型温度优选为150℃至350℃，更优选为200℃至300℃。同时，如上所述，当通过T型模头法形成膜时，将T型模头附接至已知单螺杆或双螺杆挤出机的末端，并将以膜形式挤出的膜卷绕以获得卷状膜。此外，在膜成型期间可以使用聚合物过滤器以除去外来物质。
底漆层
在本发明中，底漆层形成在基底层上，并且根据需要可以形成在基底层的一个表面或两个表面上。特别地，当如稍后所述通过双轴拉伸制造光学膜时，本发明的底漆层可以改善对偏光板例如PVA元件的粘合性。
底漆层包含70重量份至95重量份的基于聚酯的树脂和5重量份至30重量份的基于聚氨酯的树脂。更优选地，底漆层包含75重量份至90重量份的基于聚酯的树脂和10重量份至25重量份的基于聚氨酯的树脂。
基于聚酯的树脂是指在主链中包含通过使羧酸与醇反应而形成的酯基的树脂。优选地，其可以为水分散性聚酯树脂，并且更优选地，可以包含通过使多元酸与多元醇反应而形成的聚酯二醇。
在此，多元酸组分的实例包括芳族二羧酸，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、联苯二羧酸、四氢邻苯二甲酸等；脂族二羧酸，例如草酸、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、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-环己烷二羧酸和1,4-环己烷二羧酸；或其反应性衍生物，例如酸酐、烷基酯和酰卤，但不限于此，并且该组分可以包含选自这些组分中的至少一者或两者。在这些组分中，特别优选对苯二甲酸、间苯二甲酸、琥珀酸等。此外，当使用经磺酸盐取代的间苯二甲酸作为基础酸时，其在水分散性方面是特别优选的。
多元醇没有特别限制，只要多元醇在分子中具有两个或更多个羟基即可。多元醇的实例优选包括选自以下中的至少一者：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'-二羟基苯基丙烷、4,4'-二羟基甲基甲烷、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇(PEG)、二丙二醇、聚四亚甲基二醇(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、蔗糖和山梨醇。此外，当多元醇包含选自二羟甲基链烷酸、二羟甲基乙酸、二羟甲基丙酸和二羟甲基丁酸中的至少一者或两者时，其在水分散性方面是特别优选的。
优选聚酯二醇通过使多元酸与多元醇以2.5:1至1:2.5，优选地2.3:1至1:2.3，更优选地2:1至1:2的摩尔比反应来形成。当多元酸与多元醇的反应摩尔比偏离上述范围时，未反应的单体产生气味，或者可能导致涂层有缺陷。
制备聚酯树脂的方法可以通过本领域公知的方法来进行，例如，进行多元酸与多元醇的酯化反应然后进行缩聚的方法，或者进行多元酸酐与多元醇的酯化反应然后进行缩聚的方法等。
具体地，所述方法可以包括：(1)通过将用于聚酯的聚合的聚合原料混合来获得原料混合物的原料混合步骤，(2)使原料混合物酯化的酯化反应步骤，以及(3)通过使经酯化的原料混合物缩聚来获得聚酯的缩聚步骤。
同时，通过上述方法制备的基于聚酯的树脂可以包含由以下化学式1表示的重复单元：
[化学式1]
在化学式1中，
R1和R2各自独立地为C1-20亚烷基、C6-20亚芳基或C5-20亚环烷基，
R3和R4为各自取代至R1和R2的取代基，并且各自独立地为氢、羧基、羟基、磺酸酯基、C1-20烷基、C6-20芳基、或C5-20环烷基，前提条件是R3和R4中的至少一者为羧基、羟基或磺酸酯基。
优选地，R3或R4为羧基或磺酸酯基。
更优选地，聚酯树脂可以包含由以下化学式2表示的重复单元：
[化学式2]
在化学式2中，
R、R'和R”各自独立地为C1-20亚烷基、C6-20亚芳基或C5-20亚环烷基，以及SO3Na是指取代至R”的取代基。
同时，聚酯树脂还可以在不损害本发明的物理特性的范围内包含除上述组分之外的额外组分。
基于聚氨酯的树脂是指在主链中包含通过异氰酸酯与多元醇之间的反应形成的氨基甲酸酯重复单元的树脂。在此，异氰酸酯为具有两个或更多个NCO基团的化合物，多元醇为具有两个或更多个羟基的化合物，并且其实例包括基于聚酯的多元醇、基于聚碳酸酯的多元醇、聚醚多元醇等，但不限于此。
具体地，二异氰酸酯的实例包括甲苯二异氰酸酯(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)、对亚苯基二异氰酸酯、反式环己烷1,4-二异氰酸酯和二甲苯二异氰酸酯(XDI)等，但不限于此。可以包含选自上述例示的二异氰酸酯中的一者或两者或更多者。
基于聚酯的多元醇可以通过使多元酸组分与多元醇组分反应来获得。在此，多元酸组分的实例包括芳族二羧酸，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、联苯二羧酸、四氢邻苯二甲酸等；脂族二羧酸，例如草酸、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、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；或其反应性衍生物，例如酸酐、烷基酯和酰卤，但不限于此。可以包含选自上述例示的组分中的一者或两者或更多者。
此外，基于聚碳酸酯的多元醇可以通过使具有碳酸酯基团的化合物与多元醇组分反应来获得。在此，具有碳酸酯基团的化合物的实例包括碳酸二苯酯、碳酸二烷基酯、碳酸亚烃酯等，但不限于此。
同时，聚醚多元醇可以通过氧化烯与多元醇组分的开环聚合来获得。
多元醇组分没有特别限制，只要多元醇组分在分子中具有两个或更多个羟基即可。例如，优选地，多元醇可以优选包括选自以下中的至少一者：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'-二羟基苯基丙烷、4,4'-二羟基甲基甲烷、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇(PEG)、二丙二醇、聚四亚甲基二醇(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、蔗糖和山梨醇。其中，特别优选选自聚四亚甲基二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)和聚乙二醇(PEG)中的至少一者。
同时，基于聚氨酯的树脂还可以在不损害本发明的物理特性的范围内包含除上述组分之外的其他多元醇或扩链剂。
其他多元醇的实例包括具有三个或更多个羟基的多元醇，例如山梨醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等，但不限于此。
其他扩链剂的实例包括二醇，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，但不限于此。
同时，根据需要，基于聚氨酯的树脂还可以包含中和剂。当包含中和剂时，氨基甲酸酯树脂在水相中的稳定性得到改善。中和剂的实例可以包括选自以下中的一者或两者或更多者：氨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。
优选基于聚氨酯的树脂的制备在对异氰酸酯惰性并且与可与水相容的有机溶剂中进行。有机溶剂可以包括选自以下中的一者或两者或更多者：基于酯的溶剂，例如乙酸乙酯、乙基溶纤剂乙酸酯等；基于酮的溶剂，例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮等；以及基于醚的溶剂，例如二烷四氢呋喃等。
此外，基于聚氨酯的树脂可以通过本领域公知的一步法和多步法等来制备。具体地，一步法是使各组分一次反应的方法，多步法是使各组分逐步反应的方法。此外，当制备基于聚氨酯的树脂时，还可以包含氨基甲酸酯反应催化剂。
同时，聚氨酯树脂不限于此，但是特别地，从分散性和透明性的角度来看，聚氨酯树脂优选为使用基于聚碳酸酯的多元醇作为反应物的基于碳酸酯的聚氨酯树脂、或使用基于聚酯的多元醇作为反应物的基于酯的聚氨酯树脂。
此外，优选基于聚氨酯的树脂的重均分子量为10,000至1,000,000。如果基于聚氨酯的树脂的重均分子量满足该数值范围，则其可以实现足够的粘合性并且在水分散性方面优异。
根据本发明的一个示例性实施方案，优选基于聚氨酯的树脂包含选自羧基、羟基、磺酸酯基和叔胺基中的一个或更多个官能团。当基于聚氨酯的树脂中包含所述官能团时，粘合层的粘合性和水分散性得到显著改善。同时，包含所述官能团的基于聚氨酯的树脂可以通过使用包含所述官能团的化合物作为多元醇和/或异氰酸酯，或者在多元醇与异氰酸酯的反应期间添加包含所述官能团的扩链剂的方法来制备。例如，包含羧基或叔胺基的基于聚氨酯的树脂可以通过在聚酯多元醇与异氰酸酯的反应期间添加具有游离羧基或游离胺基的扩链剂以进行反应来制备。在此，具有游离羧基的扩链剂的实例包括二羟基羧酸、二羟基琥珀酸等，但不限于此。二羟基羧酸的实例可以包括选自以下中的一者或两者或更多者：二烷醇链烷酸，包括二羟甲基链烷酸，例如二羟甲基乙酸、二羟甲基丁酸(butanoicacid)、二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸(butyric acid)、二羟甲基戊酸等。
同时，包含游离胺基的扩链剂的实例包括脂族二胺，例如乙二胺、丙二胺、六亚甲基二胺、1,4-丁二胺、氨基乙基乙醇胺等；脂环族二胺，例如异佛尔酮二胺、4,4'-二环己基甲烷二胺等；芳族二胺，例如二甲苯二胺、甲苯二胺等，但不限于此，并且扩链剂可以为包含选自这些胺中的一者或两者或多者的扩链剂。
同时，聚氨酯树脂还可以在不损害本发明的物理特性的范围内包含除上述组分之外的额外组分。
此外，根据需要，底漆层还可以包含水分散性细颗粒和水分散性交联剂。作为水分散性细颗粒，可以使用选自以下中的至少一者：二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆和基于锑的细颗粒，并且优选地，可以使用二氧化硅。当使用二氧化硅时，可以优选使用胶态二氧化硅。水分散性细颗粒的直径为50nm至500nm，优选为70nm至300nm。
底漆层可以通过涂覆包含基于聚酯的树脂和基于聚氨酯的树脂的底漆溶液来制备，并且涂覆方法没有特别限制。例如，可以使用棒涂法、微型凹版涂覆法、狭缝模涂覆法、逗点涂覆法等。
此外，根据需要，底漆层可以具有抗静电特性。为此，底漆层可以以0.1重量％至10重量％的量包含表面活性剂、有机盐、无机盐、导电填料、导电聚合物、嵌段共聚物、金属氧化物等。此外，根据需要，底漆层可以具有UV阻挡特性。为此，底漆层可以以0.1重量％至10重量％的量包含紫外线吸收剂。紫外线吸收剂没有特别限制，只要其用于光学膜即可，例如可以使用基于三嗪、基于苯并三唑或基于苯并苯酚(benzophenol)的紫外线吸收剂。此外，根据需要，底漆层可以具有防粘连(anti-blocking)特性。为此，底漆层可以包含有机珠或无机珠。
当使用上述底漆层时，可以赋予基底层滑动特性以提供防粘连效果，并且具有防止基底层在涂覆期间被涂覆溶液腐蚀的效果。此外，如稍后所述，即使在对底漆层和基底层进行双轴拉伸时，也可以在保持各层的特性的同时改善底漆层的粘合性。
双轴拉伸光学膜
根据本发明的双轴拉伸光学膜包括上述基底层和形成在基底层上的底漆层。双轴拉伸意指对包括基底层和底漆层的未拉伸膜进行双轴拉伸，或者意指在纵向上对基底层进行单轴拉伸，然后形成底漆层，在横向上对其进行拉伸。
具体地，双轴拉伸光学膜通过包括以下步骤的制备方法来制备：通过形成上述基底层和在该基底层上的底漆层来制备未拉伸膜；以及对未拉伸膜进行双轴拉伸。或者，根据本发明的双轴拉伸光学膜通过包括以下步骤的制备方法来制备：在纵向上对上述基底层进行拉伸；在该基底层上形成底漆层；以及在横向上对基底层和底漆层进行拉伸。
优选地，拉伸倍数为在MD方向上1.2倍至3.0倍和在TD方向上1.5倍至4.0倍。拉伸使聚合物取向并根据拉伸程度影响制备的双轴拉伸光学膜的特性。更优选地，在MD方向上的拉伸倍数与在TD方向上的拉伸倍数的比率(TD拉伸倍数/MD拉伸倍数)为1.0至2.5。
此外，优选拉伸在基于玻璃化转变温度的-10℃至+20℃的温度范围内进行。拉伸温度影响双轴拉伸光学膜的粘合性，并且如果温度在该范围之外，则存在粘合性可能不足的问题。
此外，根据本发明的双轴拉伸光学膜具有优异的尺寸稳定性，并且为了评估这样的热尺寸稳定性，引入了被称为TTS(Temperature of Thermal Shrinkage，热收缩温度)的变量。
TTS是指拉伸步骤中制备的光学膜在拉伸滞后松弛时开始急剧收缩的温度。具体地，当向光学膜施加温度时，其是指光学膜在随着温度增加膨胀之后开始收缩的温度。优选地，根据本发明的双轴拉伸光学膜在MD方向上的TTS和在TD方向上的TTS分别为95℃或更高，并且优选为100℃至120℃。
此外，根据本发明的光学膜具有优异的阻挡UV光的特性，具体地，其具有以下特征：在光学膜的厚度为40μm的条件下在380nm的波长下的透光率为20％或更小，优选为10％或更小。这是由于基底层中包含紫外线吸收剂。优选地，在380nm下的透射率为9％或更小、8％或更小、7％或更小、6％或更小、或者5％或更小。此外，在380nm下的透射率随着其值越小而优异，并因此其下限理论上为0％。例如，其下限可以为0.5％、1％或2％。
同时，根据需要，可以适当地调节根据本发明的双轴拉伸光学膜的厚度，例如其可以优选为10μm至100μm。
偏光板
另外，本发明提供了一种包括双轴拉伸光学膜的偏光板。如上所述，根据本发明的双轴拉伸光学膜可以用作用于偏光板的保护膜，并因此其可以补充偏光板的机械特性并保护偏光板免受外部环境的影响，例如免受温度或湿度的影响。
如本文使用的，偏光板意指其中包括起偏振器和保护膜的状态。在此，可以将根据本发明的保护膜的底漆层粘附至起偏振器，或者可以将根据本发明的保护膜的基底层粘附至起偏振器。作为起偏振器，可以使用包含碘或二色性染料的由聚乙烯醇(PVA)构成的膜。起偏振器可以通过使碘或二色性染料浸渍到PVA膜中来制备，但是其制备方法没有特别限制。
此外，根据本发明的保护膜可以设置在起偏振器的两个表面上，或者可以仅设置在起偏振器的一个表面上。当本发明的光学膜设置在起偏振器的一个表面上时，在另一表面上，可以没有限制地使用本领域公知的起偏振器保护膜，例如丙烯酸类膜、TAC膜、PET膜、COP膜、PC膜、基于降冰片烯的膜等。
同时，可以使用粘合剂将根据本发明的保护膜设置在起偏振器上。可以优选使用非基于水的粘合剂作为粘合剂，更优选地，可以使用可UV固化粘合剂。粘合剂的实例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；或使用光阳离子聚合反应的粘合剂，例如基于环氧化合物的粘合剂、基于氧杂环丁烷的粘合剂、基于环氧化合物/氧杂环丁烷的粘合剂和基于乙烯醚的粘合剂等，但不限于此。当使用非基于水的粘合剂时，进行以下方法：其中将非基于水的粘合剂涂覆至起偏振器或保护膜的一个表面上以形成粘合层，将起偏振器与光学膜层合，然后通过光照射使粘合层固化。
另外，本发明提供了一种包括偏光板的图像显示装置，更优选地，其可以为液晶显示装置。例如，根据本发明的液晶显示装置为包括液晶单元、以及各自设置在液晶单元的两个表面上的第一偏光板和第二偏光板的液晶显示装置，其中第一偏光板和第二偏光板中的至少一者为根据本发明的偏光板。即，根据本发明的光学膜可以设置在液晶单元表面的相对于第一偏光板的相对侧上、液晶单元表面的相对于第二偏光板的相对侧上、或两者上。设置在偏光板的与液晶单元相对的一侧上的光学膜或起偏振器保护膜可以经受表面涂覆，例如AG或LR涂覆。
有益效果
如上所述，根据本发明的双轴拉伸光学膜即使在使用不含具有环结构的单体的丙烯酸类树脂时也具有高的粘合性和优异的阻挡UV光的特性。
具体实施方式
下文中，提供优选实施例以帮助理解本发明。然而，提供以下实施例仅为了帮助理解本发明，并且本发明的范围不限于此。
制备例1：聚甲基丙烯酸甲酯
将1000g包含98重量％的甲基丙烯酸甲酯和2重量％的丙烯酸甲酯的单体混合物添加至5L反应器，并添加2000g蒸馏水、8.4g 5％聚乙烯醇溶液(POVAL PVA217，由KurarayCo.Ltd.制造)和0.1g作为分散助剂的硼酸并溶解。向其中添加2.5g作为链转移剂的正辛基硫醇和1.5g作为聚合引发剂的2,2'-偶氮二异丁腈并分散在水相中，同时在400rpm下搅拌以制备悬浮溶液。将温度升高至80℃以进行聚合90分钟，然后使所得物冷却至30℃。用蒸馏水洗涤由此获得的珠，脱水，然后干燥以制备聚甲基丙烯酸甲酯树脂。测量所制备的树脂的玻璃化转变温度和分子量，结果，玻璃化转变温度为115℃，重均分子量为120,000。玻璃化转变温度使用由Mettler Toledo制造的差示扫描量热计(DSC)以10℃/分钟的升温速率测量。
制备例2：聚碳酸酯
作为聚碳酸酯，使用玻璃化转变温度为134℃和重均分子量为16,000的聚碳酸酯树脂(UF 1004A，由LG Chem制造)。
制备例3：底漆溶液
基于固体含量，将基于聚酯的树脂(A-645GH，Takamatsu Oil&Fat，除水之外的总固体含量：30重量％)和基于聚氨酯的树脂(CK-PUD-PF，Chokwang Paint，除水之外的总固体含量：30重量％)以80:20的重量比混合。向其中混合5重量％的水性二氧化硅以制备底漆溶液。
制备例4：底漆溶液
以与制备例3中相同的方式制备底漆溶液，不同之处在于基于固体含量，将基于聚酯的树脂和基于聚氨酯的树脂以20:80的重量比混合。
制备例5：底漆溶液
以与制备例3中相同的方式制备底漆溶液，不同之处在于仅使用基于聚氨酯的树脂。
制备例6：底漆溶液
以与制备例3中相同的方式制备底漆溶液，不同之处在于基于固体含量，将基于聚酯的树脂和基于聚氨酯的树脂以65:35的重量比混合。
制备例7：底漆溶液
以与制备例3中相同的方式制备底漆溶液，不同之处在于仅使用基于聚酯的树脂。
实施例1至3和比较例1至3
如表1中所示分别添加制备例1中制备的聚甲基丙烯酸甲酯、制备例2的聚碳酸酯和紫外线吸收剂(LAF 70，由Adeka Corp制造)，向其中以0.4phr的量添加抗氧化剂(Irganox 1010，由BASF制造)并进行干式共混，接着用双螺杆挤出机混配以制备树脂组合物。在265℃下使树脂组合物熔化并通过T型模头经受片形式的挤出流延以获得厚度为180μm的片。在MD方向上对片进行单轴拉伸，然后使用棒涂器由制备例3中制备的底漆溶液形成底漆层。在TD方向上对底漆层进行拉伸以制备双轴拉伸膜。拉伸温度和拉伸倍数如下表1中所示。
比较例4
以与实施例1中相同的方式制备光学膜，不同之处在于使用制备例4的底漆溶液代替制备例3的底漆溶液。
比较例5
以与实施例1中相同的方式制备光学膜，不同之处在于使用制备例5的底漆溶液代替制备例3的底漆溶液。
比较例6
以与实施例1中相同的方式制备光学膜，不同之处在于使用制备例6的底漆溶液代替制备例3的底漆溶液。
比较例7
以与实施例1中相同的方式制备光学膜，不同之处在于使用制备例7的底漆溶液代替制备例3的底漆溶液。
实验例
通过以下方法评估上述实施例和比较例中制备的光学膜。
1)在380nm下的透射率：使用Hitachi U-3310测量在380nm下的透射率。此时，光学膜的厚度为40μm。
2)TTS(热收缩温度)：在制备尺寸为10mm×4.5mm的样品之后用TMA(Q400)设备对光学膜进行测量。具体地，当在升温速率为10℃/分钟和负载为0.02N的条件下施加温度时，将样品在MD和TD方向上膨胀之后开始收缩的拐点温度(切线斜率为0)设定为TTS值。
3)延迟值：使用双折射计(AxoScan，由Axometrics制造)在550nm的波长下测量延迟值。根据在x轴方向上的折射率(nx)、在y轴方向上的折射率(ny)和在z轴方向上的折射率(nz)的测量值，根据以下数学式计算面内延迟(Rin)和在厚度方向上的延迟(Rth)。
Rin(nm)＝(nx-ny)×d
Rth＝(nz-ny)×d
其中nx表示在光学膜的平面内折射率最大的方向上的折射率，ny表示在垂直于nx的方向上的折射率，nz表示在光学膜的厚度方向上的折射率，以及
d表示光学膜的厚度(nm)。
4)粘合强度(90°剥离强度)：使用TA.XT.plus质构仪(Stable Micro Systems)测量粘合强度。具体地，依次层合普通丙烯酸类光学膜/PVA元件/上述制备的光学膜。在此，制备了其两种类型，即，一种为其中光学膜的底漆表面面向PVA元件，另一种为其中与光学膜的底漆表面相对的表面(基底表面)面向PVA元件。在相应的膜之间施加可UV固化粘合剂，并设置条件使得最终粘合层的厚度为1μm至2μm，并通过层合机。然后，在普通丙烯酸类光学膜的表面上照射UV光。制备宽度为2cm的样品，并使用TA.XT.plus质构仪自PVA元件90°以300mm/分钟的速度剥离样品的一部分以测量剥离强度。将样品的剩余部分在80℃下储存500小时，然后以相同的方式测量剥离强度。
结果示于下表1和2中。在表2中，重写在实施例1中获得的值用于比较。
[表1]
[表2]
如表1中所示，根据本发明的实施例1至3均表现出在380nm下的透射率为5％或更小并且具有1N/20mm或更高的高粘合强度。相比之下，比较例1和2由于拉伸温度太高而表现出小于0.5N/20mm的低粘合强度。此外，在基底表面的粘合期间，实施例1至3均表现出高的粘合强度，然而比较例1和2由于过高的拉伸温度而表现出小于0.5N/20mm的低粘合强度。此外，比较例3不包含紫外线吸收剂，并因此表现出高的在380nm下的透射率，其基本上未吸收紫外光。
此外，如表2中所示，确定与根据本发明的实施例1相比，比较例4至7不能实现有效的粘合强度，因为底漆层的组成不满足本发明的底漆层的组成。在比较例7的情况下，确定实现了初始粘合强度，但是在长期暴露于高温之后粘合强度劣化。
因此，确定根据本发明的光学膜即使在具有高的粘合强度时也表现出优异的阻挡UV光的特性。

Claims (15)

1.一种双轴拉伸光学膜，包括：基底层和形成在所述基底层上的底漆层，其中所述基底层包含丙烯酸类树脂和紫外线吸收剂，以及所述底漆层包含70重量份至95重量份的基于聚酯的树脂和5重量份至30重量份的基于聚氨酯的树脂。
2.根据权利要求1所述的双轴拉伸光学膜，其中所述丙烯酸类树脂在主链中不包含环结构。
3.根据权利要求1所述的双轴拉伸光学膜，其中所述丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度为100℃至120℃。
4.根据权利要求1所述的双轴拉伸光学膜，其中所述丙烯酸类树脂的重均分子量为100,000至150,000。
5.根据权利要求1所述的双轴拉伸光学膜，其中所述丙烯酸类树脂为甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸甲酯的共聚物。
6.根据权利要求5所述的双轴拉伸光学膜，其中所述丙烯酸类树脂包含90重量％至99重量％的甲基丙烯酸甲酯和1重量％至10重量％的丙烯酸甲酯单体。
7.根据权利要求1所述的双轴拉伸光学膜，其中基于100重量份的所述丙烯酸类树脂，所述紫外线吸收剂以0.1重量份至5重量份的量被包含在内。
8.根据权利要求1所述的双轴拉伸光学膜，其中所述基底层还包含聚碳酸酯。
9.根据权利要求8所述的双轴拉伸光学膜，其中所述聚碳酸酯的重均分子量为10,000至20,000。
10.根据权利要求8所述的双轴拉伸光学膜，其中所述基底层以10重量％或更小的量包含所述聚碳酸酯。
11.根据权利要求1所述的双轴拉伸光学膜，其中所述底漆层包含75重量份至90重量份的基于聚酯的树脂和10重量份至25重量份的基于聚氨酯的树脂。
12.根据权利要求1所述的双轴拉伸光学膜，其中双轴拉伸的倍数为在MD方向上1.2倍至3.0倍和在TD方向上1.5倍至4.0倍。
13.根据权利要求10所述的双轴拉伸光学膜，其中在MD方向上的拉伸倍数与在TD方向上的拉伸倍数的比率(TD拉伸倍数/MD拉伸倍数)为1.0至2.5。
14.根据权利要求1所述的双轴拉伸光学膜，其中所述双轴拉伸光学膜在所述光学膜的厚度为40μm的条件下在380nm下的透射率为20％或更小。
15.一种偏光板，包括根据权利要求1至14中任一项所述的双轴拉伸光学膜。
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