CN109313286A - 用于保护起偏振器的光学膜、包括其的偏光板和图像显示装置 - Google Patents

用于保护起偏振器的光学膜、包括其的偏光板和图像显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于保护起偏振器的光学膜、包括其的偏光板和图像显示装置，所述光学膜可以有效地抑制由基于聚酯的基底膜引起的干涉条纹的产生并且表现出低卷曲特性，从而适用作起偏振器保护膜等。用于保护起偏振器的光学膜包括：基于聚酯的基底膜，所述基于聚酯的基底膜的折射率为1.6至1.7；以及硬涂层，所述硬涂层形成在基底膜上并且具有1.53至1.6的折射率和13μm至25μm的厚度，其中硬涂层包含预定的交联共聚物。

Description

用于保护起偏振器的光学膜、包括其的偏光板和图像显示 装置
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年7月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0096442号和于2017年7月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0095824号的优先权的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
本发明涉及用于保护起偏振器的光学膜、包括其的偏光板和图像显示装置，所述光学膜可以有效地抑制由基于聚酯的基底膜引起的干涉条纹的产生并且表现出低卷曲特性，从而适用作起偏振器保护膜等。
背景技术
液晶显示装置具有各种优点，例如节能、重量轻和薄型，并且在各种显示装置中使用比例最高。
在这些液晶显示装置中，起偏振器设置在液晶单元的图像显示表面上。因此，为了防止在处理/使用液晶显示装置时对起偏振器的损害，通常已知的是将包括具有一定水平或更高水平的硬度的硬涂层等的起偏振器保护膜施加至起偏振器上。
起偏振器保护光学膜通常采用在透光基底膜上形成有硬涂层的形式。作为透光基底膜，最广泛使用以三乙酰纤维素(TAC)为代表的基于纤维素酯的膜。这样的基于纤维素酯的膜具有以下优点：具有优异的透明性和光学各向同性，几乎不显示面内延迟，因此不产生干涉条纹，并且几乎不会对显示装置的显示品质产生不利影响。
然而，基于纤维素酯的膜是在成本方面具有缺点的材料，并且还具有透湿性高和耐水性差的缺点。由于透湿性高/耐水性差，在使用期间可能持续发生大量的水渗透，导致膜从起偏振器上脱离的现象，从而引起漏光。
由于基于纤维素酯的膜的缺点，最近尝试施加基于聚酯的膜(例如基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的膜)作为用于保护起偏振器的光学膜的基底膜。这样的基于聚酯的膜具有低的价格并且表现出优异的耐水性，因此几乎不会表现出引起漏光的可能性，并且还具有优异的机械特性。
然而，基于聚酯的膜在其结构中含有具有高折射率的芳族环，并且具有其由于在膜形成过程期间MD/TD方向上的伸长率的差异而引起折射率差异(面内双折射)和面内延迟的缺点。因此，当使用基于聚酯的膜作为用于保护起偏振器的光学膜的基底膜时，由于光的透射/反射，引起干涉条纹的产生，因此使显示装置的可视性劣化。
当在背光单元中产生的光穿过基于聚酯的基底膜时，或者当外部光从基于聚酯的基底膜反射时，可能大量地产生这些干涉条纹。
从过去就已经进行了各种尝试来减少由这两个因素引起的干涉条纹的产生。已知通过控制基底膜的延迟可以减少由第一因素引起的干涉条纹的产生。此外，已知通过控制形成在基于聚酯的基底膜上的硬涂层的特性可以减少由第二因素引起的干涉条纹的产生。然而，尚未提出可以有效地减少由第二因素引起的干涉条纹的产生的硬涂层的组成和特性。
此外，当通过根据常规技术控制硬涂层的特性来减少干涉条纹的产生时，硬涂层和包括其的基底膜的其他特性例如卷曲特性等可能恶化。因此，通常不可能适当地施加基底膜作为起偏振器保护膜。
发明内容
技术问题
因此，本发明提供了一种用于保护起偏振器的光学膜，所述光学膜可以有效地抑制由基于聚酯的基底膜引起的干涉条纹的产生并且表现出低卷曲特性，从而适用作起偏振器保护膜等。
此外，本发明提供了一种包括用于保护起偏振器的光学膜的偏光板。
本发明还提供了一种包括光学膜或偏光板的图像显示装置。
技术方案
本发明提供了一种用于保护起偏振器的光学膜，其包括：
基于聚酯的基底膜，所述基于聚酯的基底膜的折射率为1.6至1.7；以及
硬涂层，所述硬涂层形成在基底膜上并且具有1.53至1.60的折射率和13μm至25μm的厚度，
其中硬涂层包含具有芳族环的第一双官能或更高官能基于(甲基)丙烯酸酯的化合物和具有结构与第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的芳族环的结构不同的芳族环的第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的交联共聚物。
本发明还提供了一种包括偏光元件和形成在偏光元件上的用于保护起偏振器的光学膜的偏光板。
此外，本发明提供了一种包括用于保护起偏振器的光学膜或偏光板的图像显示装置。
在下文中，将描述根据具体实施方案的用于保护起偏振器的光学膜、包括其的偏光板和图像显示装置。
在本说明书中，可光聚合化合物统称为当照射光时(例如，当照射可见光或紫外光时)引起交联、固化或聚合反应的化合物。
此外，基于氟的化合物是指在化合物中含有至少一个氟元素的化合物。
此外，(甲基)丙烯酰基是指包括丙烯酰基和甲基丙烯酰基二者。
此外，(共)聚合物是指包括共聚物和均聚物二者。
此外，中空二氧化硅颗粒是指源自硅化合物或有机硅化合物的二氧化硅颗粒，其中在二氧化硅颗粒的表面上和/或内部存在空的空隙。
此外，短语“第二基于丙烯酸酯的化合物的芳族环结构具有与第一基于丙烯酸酯的化合物的芳族环的结构不同的结构”可以意指各化合物中含有的芳族环的数量不同，或者例如，当芳族环的数量为复数时，其可以意指在存在或不存在连接芳族环的含碳连接基团或者这些连接基团或芳族环的碳原子是否通过π键连接(例如，萘结构或蒽结构等)方面的区别。
同时，根据本发明的一个实施方案，提供了一种用于保护起偏振器的光学膜，其包括：
基于聚酯的基底膜，所述基于聚酯的基底膜的折射率为1.6至1.7；以及
硬涂层，所述硬涂层形成在基底膜上并且具有1.53至1.60的折射率和13μm至25μm的厚度，
其中硬涂层包含具有芳族环的第一双官能或更高官能基于(甲基)丙烯酸酯的化合物和具有结构与第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的芳族环的结构不同的芳族环的第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的交联共聚物。
本发明人进行了大量深入的研究和实验，并发现，考虑到基于聚酯的基底膜的折射率，当将硬涂层的折射率控制成表现出与基底膜的折射率的最小差异，例如控制成具有1.53至1.60或1.53至1.56或1.54至1.56的折射率时，可以显著减少当外部光从基于聚酯的基底膜反射时表现出的干涉条纹。
此外，考虑到基于聚酯的基底的通常施加的厚度，例如30μm至200μm或40μm至150μm的厚度，当将硬涂层的厚度控制成适当的水平，例如控制成13μm至25μm、15μm至25μm或16μm至20μm的水平时，产生相消干涉，从而进一步减少干涉条纹的产生。因此，发现即使在施加基于聚酯的基底膜时，与基于纤维素酯的膜相比，图像显示装置的可视性也可以得到改善。
如果不能将硬涂层的折射率或厚度控制成适当的范围，则如以下描述的实施例和比较例所支持的，产生由于施加基于聚酯的基底膜而引起的干涉条纹，从而确定图像显示装置的可视性显著降低。
同时，发现通过施加特定粘合剂，即折射率高且刚度高的具有芳族环的双官能或更高官能不饱和化合物，更具体地具有芳族环的第一双官能或更高官能基于(甲基)丙烯酸酯的化合物和具有结构与第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的芳族环的结构不同的芳族环的第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的交联共聚物，可以实现上述硬涂层的折射率和适当厚度以及由此产生的干涉条纹抑制特性和可视性等。
当施加这样的特定粘合剂时，不仅具有如上所述的适当厚度范围的硬涂层可以表现出上述折射率，而且硬涂层的光学特性得到优化使得干涉条纹的产生可以最小化，同时在光固化期间可以适当地控制由固化引起的收缩，从而优化硬涂层的机械特性和耐热性/耐湿性，并且由此光学膜可以表现出低弯曲特性。相比之下，当使用典型的不具有芳族环的多官能基于(甲基)丙烯酸酯的化合物时，或者当使用仅一种具有芳族环的多官能基于(甲基)丙烯酸酯的化合物时，发现无法表现出上述一个实施方案的特性。
因此，与施加基于纤维素酯的基底的情况相比，一个实施方案的光学膜使干涉条纹的产生最小化并且即使在包括基于聚酯的基底膜时也表现出优异的卷曲特性，从而优选用作用于保护起偏振器的光学膜。
在下文中，将针对各元件详细地描述一个实施方案的光学膜。
一个实施方案的光学膜包括至少对可见光表现出透光性的基于聚酯的基底膜。作为这样的基于聚酯的基底膜，可以应用过去已知可用作光学膜的基底膜的包含任何聚酯树脂的膜而没有特别限制。
然而，为了表现出基底膜的优异机械特性和耐水性，并且为了适当地保护起偏振器，基于聚酯的基底膜适当地为厚度为30μm至200μm或40μm至150μm的基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的基底膜。
此外，一个实施方案的光学膜包括形成在基底膜上的硬涂层。如以上已描述的，由于将硬涂层的厚度和折射率控制成适当水平，可以显著减少由基于聚酯的基底膜引起的干涉条纹，并且可以显著改善图像显示装置的可视性。
为了满足这些厚度和折射率特性并使光学膜表现低卷曲特性和干涉条纹抑制特性，硬涂层可以包含交联共聚物，所述交联共聚物通过使用具有芳族环的第一双官能或更高官能基于(甲基)丙烯酸酯的化合物和具有结构与第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的芳族环的结构不同的芳族环的第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物而光固化的。
如以上已描述的，短语“第二基于丙烯酸酯的化合物的芳族环结构具有与第一基于丙烯酸酯的化合物的芳族环的结构不同的结构”可以意指各化合物中含有的芳族环的数量彼此不同，或者例如，当芳族环的数量为复数时，其可以在存在或不存在连接芳族环的含碳连接基团或者这些连接基团或芳族环的碳原子是否通过π键连接(例如，萘结构或蒽结构等)方面有区别。
其中，作为第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物，例如，可以使用具有至少一个例如两个苯环和双官能至六官能(甲基)丙烯酸酯基团的多官能化合物，并且其实例包括由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
此外，考虑到硬涂层所需的其他特性例如机械特性或卷曲特性，除了具有芳族环的第一双官能或更高官能基于(甲基)丙烯酸酯的化合物之外，还使用具有结构与第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物不同的芳族环的第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物。
第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的实例包括具有至少一个例如两个苯环并且还具有单官能(甲基)丙烯酸酯官能团的化合物，其中两个苯环通过单键而非含碳连接基团直接连接。其更具体实例包括由以下化学式2表示的化合物，或者具有至少一个例如一个苯环并且具有三官能至六官能(甲基)丙烯酸酯官能团(但具有与第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的官能度不同的官能度)的化合物，并且其更具体实例包括由以下化学式3表示的化合物。
[化学式2]
[化学式3]
其中，由于除第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物之外，还使用芳族单官能基于(甲基)丙烯酸酯的化合物(包括化学式2的化合物)作为第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物，发现可以显著减少干涉条纹的产生，同时实现进一步低的卷曲特性。
可以使用第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物和第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物使得第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物与第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的重量比为1:9至9:1、1:7至7:1或1:5至5:1，从而优化由两种化合物的组合产生的效果，并且一个实施方案的光学膜可以表现出更优异的干涉条纹抑制特性和卷曲特性。
同时，硬涂层可以由包含可光聚合化合物(例如上述基于(甲基)丙烯酸酯的化合物)、光引发剂和有机溶剂的组合物形成。
在这样的组合物中，作为光引发剂，可以使用本领域中常规已知的任何光引发剂而没有特别限制。光引发剂的实例包括选自以下中的至少一种：1-羟基环己基苯基酮、苄基二甲基缩酮、羟基二甲基苯乙酮、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。它们可以单独使用或者以两种或更多种的混合物使用。
在这种情况下，基于100重量份的上述基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的可光聚合化合物，可以以0.1重量份至10重量份、0.5重量份至7重量份或1.0重量份至5.0重量份的量添加光引发剂。当基于100重量份的可光聚合化合物，以小于0.1重量份的量添加光引发剂时，可能不会发生足够的由紫外线照射引起的光固化。当基于100重量份的可光聚合化合物，以超过10重量份的量添加光引发剂时，与硬涂层上的低折射率层的粘合可能降低。此外，当以过大的量添加光引发剂时，硬涂层和包括该硬涂层的光学膜可能随着时间的推移由于未反应的引发剂而表现出变黄，并且光学膜的光学特性可能劣化。
此外，形成硬涂层的组合物还可以包含有机溶剂。当添加这样的有机溶剂时，其组成没有限制。然而，考虑到确保组合物的适当粘度和最终形成的膜的膜强度，基于100重量份的可光聚合化合物，可以以50重量份至700重量份、100重量份至500重量份或150重量份至450重量份的量使用有机溶剂。
在本文中可以使用的有机溶剂的类型在其构成方面没有限制，但其具体实例可以包括选自以下中的至少一种：具有1至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。它们可以单独使用或者以两种或更多种的混合物使用。
本文中，低级醇的实例包括甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇或二丙酮醇。此外，乙酸酯的实例可以包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯或乙酸溶纤剂。酮的实例可以包括甲基乙基酮、甲基异丁基酮，乙酰丙酮或丙酮。
同时，用于形成硬涂层的组合物还可以包含选自以下中的至少一种添加剂：流平剂、润湿剂、消泡剂和抗静电剂。本文中，基于100重量份的可光聚合化合物，可以以0.01重量份至10重量份的范围添加各添加剂。
硬涂层可以通过在基于聚酯的基底膜的一侧上涂覆上述用于形成硬涂层的组合物，然后将组合物干燥和光固化来形成。用于干燥和光固化的条件可以遵照用于形成硬涂层的典型工艺条件，并且具体工艺条件在以下描述的实施例中描述。
同时，上述一个实施方案的光学膜还可以包括形成在基底膜与硬涂层之间的底漆层。通过使用这样的底漆层，可以进一步改善基底膜与硬涂层之间的粘合力。此外，由于将底漆层的折射率控制成小于基底膜的折射率且大于硬涂层的折射率，层之间的折射率差异进一步减小，因此，可以进一步减少由基于聚酯的基底膜引起的干涉条纹的产生。
为此，底漆层的折射率可以为1.54至1.60或1.55至1.57。为了实现所述折射率，其可以包括包含聚合物树脂或有机化合物的粘合剂层和分散在粘合剂层上并具有1.57或更大的折射率的高折射率纳米颗粒。本文中，可用的高折射率纳米颗粒的实例包括直径为200nm或更小或者直径为10nm至200nm的二氧化钛颗粒(TiO2)、氧化锆颗粒(Zr2O3)和高折射率纳米二氧化硅颗粒。
此外，为了在适当地改善硬涂层与基底膜之间的粘合力的同时，不损害根据硬涂层的厚度的干涉抑制效应(相消干扰效应)，底漆层的厚度可以为例如20nm至500nm或50nm至500nm或70nm至300nm。
除了上述适当的折射率和厚度之外，底漆层可以通过应用过去常规应用于改善硬涂层的粘合力的底漆层的适当的组合物和方法来形成，因此，将省略其另外的描述。
同时，上述一个实施方案的光学膜还可以包括形成在硬涂层上的低折射率层。这样的低折射率层可以包含含有可光聚合化合物的(共)聚合物的粘合剂树脂和分散在粘合剂树脂上的中空二氧化硅颗粒。
通过包括这样的低折射率层，可以减少基于聚酯的基底膜上的反射本身，因此，在一个实施方案的光学膜中可以进一步减少干涉条纹的产生。此外，通过使用这样的低折射率层，可以减少图像显示装置的显示表面上的漫反射并进一步改善分辨率和可视性。
为了有效地防止基底膜中的反射和图像显示装置的显示表面上的漫反射，低折射率层的折射率可以为例如1.3至1.5或1.35至1.45或1.38至1.43，并且厚度可以为1nm至300nm或5nm至200nm或50nm至150nm。
包括已描述的低折射率层和底漆层的光学膜的一个实例可以包括：
基于聚酯的基底膜，所述基于聚酯的基底膜的折射率为1.6至1.7；
硬涂层，所述硬涂层形成在基底膜上，具有1.53至1.60的折射率和13μm至25μm的厚度，并且包含双官能或更高官能不饱和化合物的交联共聚物；
底漆层，所述底漆层形成在基底膜与硬涂层之间并且具有小于基底膜的折射率且大于硬涂层的折射率的折射率；以及
低折射率层，所述低折射率层形成在硬涂层上并且具有1.3至1.5的折射率。
同时，低折射率层可以由用于形成包含可光聚合化合物和中空二氧化硅颗粒的低折射率层的可光固化涂覆组合物形成。具体地，低折射率层可以包含含有可光聚合化合物的(共)聚合物的粘合剂树脂和分散在粘合剂树脂中的中空二氧化硅颗粒。
包含在低折射率层中的可光聚合化合物可以包括含有(甲基)丙烯酸酯或乙烯基的单体或低聚物。具体地，可光聚合化合物可以包括含有一个或更多个或者两个或更多个或者三个或更多个(甲基)丙烯酸酯或乙烯基的单体或低聚物。
含有(甲基)丙烯酸酯的单体或低聚物的具体实例包括季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三氯乙烯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷聚乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、丁二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸六乙酯、甲基丙烯酸丁酯、或者其两种或更多种的混合物；或者氨基甲酸酯改性的丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、醚丙烯酸酯低聚物、树枝状丙烯酸酯低聚物、或者其两种或更多种的混合物。本文中，低聚物的分子量可以为1,000至10,000或2,000至7,000。
含有乙烯基的单体或低聚物的具体实例包括二乙烯基苯、苯乙烯或对甲基苯乙烯。
同时，用于形成低折射率层的可光固化涂覆组合物还可以包含含有光反应性官能团的基于氟的化合物。因此，低折射率层的粘合剂树脂可以包含以上已描述的可光聚合化合物与含有光反应性官能团的基于氟的化合物之间的交联聚合物。
含有光反应性官能团的基于氟的化合物可以含有至少一个光反应性官能团或被至少一个光反应性官能团取代，并且光反应性官能团是指通过照射光(例如通过照射可见光或紫外光)可以参与聚合反应的官能团。光反应性官能团可以包括已知通过照射光能够参与聚合反应的各种官能团。其具体实例包括(甲基)丙烯酸酯基团、环氧基、乙烯基或硫醇基。
含有光反应性官能团的基于氟的化合物的氟含量可以为1重量％至25重量％或3重量％至20重量％。当含有光反应性官能团的基于氟的化合物中的氟的含量太小时，可能难以足够地确保低折射率层的物理特性，例如耐污染性或耐碱性。此外，当含有光反应性官能团的基于氟的化合物中的氟的含量过大时，低折射率层的表面特性例如耐刮擦性可能劣化。
含有光反应性官能团的基于氟的化合物还可以包含硅或硅化合物。即，含有光反应性官能团的基于氟的化合物在其中可以任选地包含硅或硅化合物。
含有光反应性官能团的基于氟的化合物的重均分子量(通过GPC方法测量的聚苯乙烯换算的重均分子量)可以为2,000至200,000、3,000至100,000或5,000至50,000。当含有光反应性官能团的基于氟的化合物的重均分子量太小时，由该实施方案的可光固化涂覆组合物获得的低折射率层可能不具有足够的耐碱性。此外，当含有光反应性官能团的基于氟的化合物的重均分子量太大时，由以上实施方案的可光固化涂覆组合物获得的低折射率层可能不具有足够的耐久性或耐刮擦性。
基于100重量份的含有(甲基)丙烯酸酯或乙烯基的单体或低聚物的可光聚合化合物，可光固化涂覆组合物可以包含0.1重量份至50重量份或1重量份至45重量份或10重量份至42重量份的含有光反应性官能团的基于氟的化合物。当相对于可光聚合化合物，过量地添加含有光反应性官能团的基于氟的化合物时，可光固化涂覆组合物的涂覆特性可能降低，或者由可光固化涂覆组合物获得的低折射率层可能不具有足够的耐久性或耐刮擦性。此外，当相对于可光聚合化合物，含有光反应性官能团的基于氟的化合物的量太小时，由可光固化涂覆组合物获得的低折射率层可能不具有足够的耐碱性。
同时，中空二氧化硅颗粒的最大直径可以小于200nm，并且是指在二氧化硅颗粒的表面上和/或内部存在空的空隙的二氧化硅颗粒。中空二氧化硅颗粒的直径可以为1nm至200nm或10nm至100nm。
关于中空无机纳米颗粒，可以单独使用或与表面未涂覆基于氟的化合物的中空无机纳米颗粒组合使用表面涂覆有基于氟的化合物的中空无机纳米颗粒。当中空无机纳米颗粒的表面涂覆有基于氟的化合物时，可以进一步降低表面能。因此，中空无机纳米颗粒可以更均匀地分布在可光固化涂覆组合物中，并且可以进一步改善由可光固化涂覆组合物获得的膜的耐久性和耐刮擦性。
此外，中空二氧化硅颗粒可以以分散在预定分散介质中的胶态相包含在组合物中。包含中空二氧化硅颗粒的胶态相可以包含有机溶剂作为分散介质。
本文中，分散介质中的有机溶剂的实例包括醇，例如甲醇、异丙醇、乙二醇和丁醇等；酮，例如甲基乙基酮和甲基异丁基酮等；芳族烃，例如甲苯和二甲苯等；酰胺，例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮等；酯，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯和γ-丁内酯等；醚，例如四氢呋喃和1,4-二烷等；或其混合物。
基于100重量份的可光聚合化合物，可光固化涂覆组合物可以包含10重量份至500重量份或50重量份至400重量份中空二氧化硅颗粒。当过量添加中空二氧化硅颗粒时，由于粘合剂含量降低，涂覆膜的耐刮擦性或耐磨性可能降低。此外，当少量添加中空二氧化硅颗粒时，可能不会发生中空二氧化硅颗粒的均匀成膜，并且反射率和折射率增加，从而可能不会表现出期望的效果。
作为光聚合引发剂，可以使用已知用于可光固化涂覆组合物的任何化合物而没有特别限制。具体地，可以使用基于二苯甲酮的化合物、基于苯乙酮的化合物、基于非咪唑的化合物、基于三嗪的化合物、基于肟的化合物或者其两种或更多种的混合物。
基于100重量份的可光聚合化合物，可以以1重量份至100重量份的量使用光聚合引发剂。当光聚合引发剂的量太小时，可光固化涂覆组合物可能在光固化步骤中未固化并因此可能产生残留物质。当光聚合引发剂的量太大时，未反应的引发剂可能保留作为杂质，或者交联密度可能降低，这进而可能使所制备的低折射率层的机械特性劣化，或者显著增加反射率。
同时，可光固化涂覆组合物还可以包含有机溶剂。
有机溶剂的非限制性实例包括酮、醇、乙酸酯和醚、或者其两种或更多种的混合物。
有机溶剂的具体实例包括酮，例如甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酰丙酮或异丁基酮等；醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇或叔丁醇等；乙酸酯，例如乙酸乙酯、乙酸异丙酯或聚乙二醇单甲醚乙酸酯等；醚，例如四氢呋喃或丙二醇单甲醚等；或者其两种或更多种的混合物。
有机溶剂可以在混合待被包含在可光固化涂覆组合物中的各组分时添加，或者可以在将各组分以分散或混合状态添加至有机溶剂中的同时被包含在可光固化涂覆组合物中。
当可光固化涂覆组合物中的有机溶剂的含量太小时，可光固化涂覆组合物的流动性可能降低，在最终制备的膜中导致诸如产生条纹的缺陷。此外，当过量添加有机溶剂时，固体含量降低，并且涂覆和成膜不充分，使得膜的物理特性或表面特性可能降低，并且在干燥和固化过程期间可能产生缺陷。因此，可光固化涂覆组合物可以包含有机溶剂使得其中包含的组分的总固体含量的浓度可以为1重量％至50重量％或2重量％至20重量％。
同时，包括在上述一个实施方案的光学膜中的低折射率层可以通过将可光固化涂覆组合物涂覆在硬涂层上并将涂覆的产物干燥和光固化来获得。用于低折射率层的具体工艺条件可以基于本领域技术人员显而易见的条件，并且还在以下描述的实施例中具体描述。因此，将省略其另外的描述。
同时，一个实施方案的光学膜可以显著减少由基于聚酯的基底膜引起的干涉条纹的产生，并且这可以通过关于存在或不存在彩虹斑的观察结果清楚地确定，如图1所示。此外，一个实施方案的光学膜表现出低卷曲特性，从而可以优选用作起偏振器保护膜。
这样的低卷曲特性可以通过以下过程来确定：将光学膜制备成10cm×10cm的样品，然后测量当将样品放置在平面上时每个顶点与平面间隔的距离的平均值(即，卷曲发生的程度)。一个实施方案的光学膜可以表现出通过上述方法测量的20mm或更小或者1mm至20mm的低卷曲特性。
同时，根据另一个实施方案，提供了一种包括偏光元件和形成在偏光元件上的上述光学膜的偏光板。此外，根据又一个实施方案，提供了一种包括光学膜或偏光板的图像显示装置。
这样的图像显示装置的一个实例可以如下构成。
图像显示装置可以为液晶显示装置，其包括：彼此面对的一对偏光板；依次堆叠在一对偏光板之间的薄膜晶体管、滤色器和液晶单元；以及背光单元。此外，至少可以在偏光板中的偏光板的图像显示表面上包括偏光元件和形成在偏光元件上的上述光学膜。
发明效果
根据本发明，提供了一种光学膜，与施加基于纤维素酯的基底的情况相比，所述光学膜即使在包括基于聚酯的基底膜时，也使干涉条纹的产生最小化并且还表现出优异的卷曲特性，从而适用作起偏振器保护膜。
此外，通过使用所述光学膜可以提供表现出优异特性的偏光板和表现出高可视性的图像显示装置。
附图说明
图1为示出在实施例3中制备的光学膜中未观察到干涉条纹(彩虹斑)的图像。
图2和3分别为示出在比较例4和8中制备的光学膜中观察到干涉条纹(彩虹斑)的图像。
具体实施方式
将通过实施例更详细地描述本发明的具体实施方案。然而，实施例仅出于说明性的目的，并且本发明的具体实施方案的公开内容不旨在受这些实施例限制。
<制备例：用于形成硬涂层的组合物和用于形成低折射率层的可光固化涂覆组合物的制备>
(1)用于形成硬涂层的组合物的制备
通过均匀地混合下表1的组分来制备用于形成硬涂层的组合物。表1中使用的所有组分的含量以单位重量份表示。
[表1]
1)EB600：以下化学式1的化合物。
[化学式1]
2)OPPEA：以下化学式2的化合物。
[化学式2]
3)UA-306T：以下化学式3的化合物。
[化学式3]
4)PETA：季戊四醇三丙烯酸酯。
5)DPHA：二季戊四醇六丙烯酸酯。
6)1184(Irgacure 184)：光引发剂，由Ciba制造。
7)D1173：光引发剂，由Ciba制造。
8)MEK：甲基乙基酮。
9)CyH：环己烷。
(2)用于形成低折射率层的可光固化涂覆组合物的制备
将表2中的其余组分混合，然后将混合物用MIBK(甲基异丁基酮)和IPA的混合溶液(重量比)稀释以制备用于形成低折射率层的可光固化涂覆组合物。表2中使用的所有组分的含量以重量份表示。
[表2]
制备例5
DPHA 1.37
THRULYA 4320 4.52
Irgacure-127 0.55
RS-907 0.5
IPA 46.53
MIBK 46.53
总和 100
1)DPHA：二季戊四醇六丙烯酸酯，分子量为524.51g/mol，由Kyoeisha制造。
2)THRULYA 4320：中空二氧化硅液体分散体，在MIBK溶剂中的固体含量为20重量％，由Catalysts and Chemicals Ltd.制造。
3)Irgacure-127光引发剂，由BASF制造。
4)RS-907：含有光反应性官能团的基于氟的化合物，在MIBK溶剂中的固体含量为30重量％，由DIC制造。
<实施例和比较例：光学膜的制备>
如下表3和4所示，将各制备例1至4以及比较制备例1和2中制备的硬涂层组合物涂覆在厚度为100μm且折射率为1.65的PET基底膜(由Toyobo制造，TA048)上，在其上涂覆折射率为1.57且厚度为100nm的底漆层。将涂覆的产物在90℃下干燥1分钟，然后用150mJ/cm2的紫外线照射以制备硬涂层。
然后，根据实施例/比较例，在包括低折射率层的情况下，如下形成这样的低折射率层。
将制备例5中制备的组合物用Meyer棒#3涂覆在硬涂层上并在90℃下干燥1分钟。在氮吹扫下，用180mJ/cm2的紫外线照射由此干燥的产物以制备厚度为100nm的低折射率层。从而制备了光学膜。
<实验例：光学膜的物理特性的测量>
根据以下方法测量以上制备的光学膜的物理特性，并且结果与组成一起示于下表3和4中。
1.折射率的测量
使用椭圆偏振计测量光学膜中包括的基底膜、硬涂层和低折射率层的折射率；测量涂覆在晶片上的各涂层的折射率。更具体地，将涂覆组合物涂覆在3cm×3cm的晶片上，并使用旋涂机进行涂覆(涂覆条件：1500rpm，30秒)。然后，将涂覆的产物在90℃下干燥2分钟并在氮吹扫下用180mJ/cm2的紫外线照射以制备厚度为100nm的各涂层。
使用由J.A.Woollam Co.制造的折射率测量仪器(型号：M-2000)对涂层施加70°的入射角，并在380nm至1000nm的波长范围下测量线偏振。使用Complete EASE软件将测量的光偏振测量数据(椭圆偏振数据(Ψ,Δ))拟合到以下通式1的Cauchy模型使得MSE为3或更小。
其中，n(λ)是300nm至1800nm的波长下的折射率，以及A、B和C是Cauchy参数。
2.干涉条纹的产生的评估—彩虹斑产生的程度/彩虹变化率的测量
在实施例和比较例中制备的光学膜中，将黑色胶带(乙烯基胶带472黑色，由3M公司制造)附接至其上未形成硬涂层的表面上以防止光透射。然后，使用三波长光源拍摄反射图像。拍摄的图像的尺寸为640×480像素，并将光量调节在从三波长灯发出的最大光量的70％的范围内。
在所使用的图像中观察存在于光学膜表面上的彩虹斑的存在或不存在，并根据以下标准评价。评价结果示于下表3和4中，并且实施例3、比较例4和8中制备的光学膜的反射图像分别示于图1至3中。
<测量标准>
无：不存在彩虹斑。
弱：彩虹之间的间隔为0.2mm或更小，并且没有观察到诸如红色和绿色的彩虹互补色
中等：彩虹之间的间隔为0.2mm或更大，并且观察到诸如红色和绿色的彩虹互补色。在典型的荧光光源下，彩虹微弱可见。
强：清晰地观察到诸如红色和绿色的彩虹互补色。即使在典型的荧光光源下而非在三波长灯下，互补的彩虹也是强烈可见的。
此外，彩虹变化率是通过使用在测量5度反射率期间随着彩虹更强振动宽度增加的事实来量化彩虹的强度而获得的值。测量各膜的5度反射率，并将在450nm至650nm的波长范围下的最大反射率值与最小反射率值之间的差除以平均反射率值以计算变化率。将进行分析所需的膜切成4cm×4cm的尺寸，并将黑色胶带(乙烯基胶带472黑色，由3M Co.，Ltd.制造)附接至待测涂层的相对侧。然后，使用由Shimadzu制造的UV-VIS光谱仪(型号名称：UV2550)在380nm至780nm的波长范围下在5度反射率模式以2nm的狭缝宽度进行测量，并且结果示于表3和4中。
3.卷曲特性的评估
当将10cm×10cm的光学膜样品放置在平面上时，测量每个顶点与平面间隔的距离的平均值(即，卷曲发生的程度)，并且结果示于表3和4中。
[表3]：实施例
[表4]：比较例
参照表3和4，确定与比较例相比，在实施例的光学膜中，没有产生彩虹斑并且显著抑制由基底基础膜引起的干涉条纹的产生。此外，确定实施例的光学膜在抑制干涉条纹的产生的同时表现出可以应用于用于保护起偏振器的光学膜的优异卷曲特性。

Claims (14)

1.一种用于保护起偏振器的光学膜，包括：
基于聚酯的基底膜，所述基于聚酯的基底膜的折射率为1.6至1.7；以及
硬涂层，所述硬涂层形成在所述基底膜上并且具有1.53至1.60的折射率和13μm至25μm的厚度，
其中所述硬涂层包含具有芳族环的第一双官能或更高官能基于(甲基)丙烯酸酯的化合物和具有结构与第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的芳族环的结构不同的芳族环的第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的交联共聚物。
2.根据权利要求1所述的用于保护起偏振器的光学膜，其中所述基于聚酯的基底膜为厚度为30μm至200μm的基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的基底膜。
3.根据权利要求1所述的用于保护起偏振器的光学膜，其中所述第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物为具有至少一个苯环的多官能化合物和具有双官能至六官能(甲基)丙烯酸酯基团的多官能化合物，以及
所述第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物为具有至少一个苯环、具有与所述第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物不同的苯环数量或苯环的连接基团结构并且具有单官能或三官能至六官能(甲基)丙烯酸酯官能团的化合物。
4.根据权利要求1所述的用于保护起偏振器的光学膜，其中所述第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物和所述第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物以1:9至9:1的重量比使用。
5.根据权利要求1所述的用于保护起偏振器的光学膜，还包括形成在所述基底膜与所述硬涂层之间的底漆层，
其中所述底漆层的折射率小于所述基底膜的折射率且大于所述硬涂层的折射率。
6.根据权利要求5所述的用于保护起偏振器的光学膜，其中所述底漆层包括粘合剂层和分散在所述粘合剂层上的折射率为1.57或更大的高折射率纳米颗粒。
7.根据权利要求5所述的用于保护起偏振器的光学膜，其中所述底漆层的厚度为20nm至500nm。
8.根据权利要求1所述的用于保护起偏振器的光学膜，还包括低折射率层，所述低折射率层形成在所述硬涂层上并且包含含有可光聚合化合物的(共)聚合物的粘合剂树脂和分散在所述粘合剂树脂上的中空二氧化硅颗粒。
9.根据权利要求8所述的用于保护起偏振器的光学膜，其中所述低折射率层的折射率为1.3至1.5且厚度为1nm至300nm。
10.根据权利要求1所述的用于保护起偏振器的光学膜，其中对所述光学膜的10cm×10cm样品测量的卷曲特性为20mm或更小。
11.一种用于保护起偏振器的光学膜，包括：
基于聚酯的基底膜，所述基于聚酯的基底膜的折射率为1.6至1.7；
硬涂层，所述硬涂层形成在所述基底膜上，具有1.53至1.60的折射率和13μm至25μm的厚度，并且包含双官能或更高官能不饱和化合物的交联聚合物；
底漆层，所述底漆层形成在所述基底膜与所述硬涂层之间并且具有小于所述基底膜的折射率且大于所述硬涂层的折射率的折射率；以及
低折射率层，所述低折射率层形成在所述硬涂层上并且具有1.3至1.5的折射率。
12.根据权利要求11所述的用于保护起偏振器的光学膜，其中所述硬涂层包含具有芳族环的第一双官能或更高官能基于(甲基)丙烯酸酯的化合物和具有结构与第一基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的芳族环的结构不同的芳族环的第二基于(甲基)丙烯酸酯的化合物的交联共聚物。
13.一种偏光板，包括偏光元件和形成在所述偏光元件上的根据权利要求1或10所述的光学膜。
14.一种图像显示装置，包括根据权利要求1或11所述的光学膜或者根据权利要求13所述的偏光板。
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