CN109804277B - 光学膜和包括其的图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及表现出优异的光学特性例如低的光泽度值和反射率以及适当水平的雾度特性的光学膜并涉及包括其的图像显示装置。光学膜包括：透光基底膜；防眩层，防眩层包含含有基于(甲基)丙烯酸酯的交联聚合物的粘合剂、和分散在粘合剂上的微米(μm)级的有机细颗粒和分散在粘合剂上的纳米(nm)级的无机细颗粒；以及低折射率层，所述低折射率层形成在防眩层上，并且包含含有可光聚合化合物的(共聚)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，其中有机细颗粒和无机细颗粒表现出预定的颗粒尺寸分布、折射率差和含量范围。

Description

光学膜和包括其的图像显示装置
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月12日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0168857号和于2017年12月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0169718号的申请日的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本发明涉及表现出优异的光学特性例如低的光泽度值和反射率以及适当水平的雾度特性的光学膜和包括其的图像显示装置。
背景技术
在图像显示装置例如有机发光二极管(OELD)或液晶显示器(LCD)中，需要防止由外部光的反射或图像的反射引起的对比度降低和可见性劣化。出于此目的，为了通过使用光的散射或光学干涉来减少图像的反射和光的反射，在图像显示装置的表面上形成光学层合膜，例如抗反射膜。
例如，在液晶显示器等中，通常形成包括防眩层的光学层合膜。这样的防眩层主要包含粘合剂和包含在粘合剂中的细颗粒，并且这些细颗粒通常形成为使得其一部分在粘合剂的表面上突出。即，防眩层允许细颗粒在粘合剂的表面上突出以控制光散射/光反射，从而抑制图像显示装置的可见性的劣化。
然而，在先前已知的防眩层和光学膜的情况下，表面的光泽度值通常是高的并且难以抑制外部光的反射。因此，不能充分地抑制图像显示装置等的对比度/可见性的降低。此外，在先前的防眩层和光学膜中，难以适当地控制表面不规则性，因此，可能经常出现由于不规则性引起的有缺陷的闪光，并且无法适当地控制外部光的进一步散射或反射。这也是先前的防眩层和光学膜的光学特性例如雾度特性或光泽度值劣化的原因。
最后，常规的防眩层和光学膜的缺点在于光学特性例如雾度特性、反射率或光泽度值不足，并且图像显示装置的对比度/可见性未得到充分改善。因此，持续需要进一步改善防眩层和光学膜的光学特性。
发明内容
技术问题
在这方面，本发明提供了表现出优异的光学特性例如低的光泽度值和反射率以及适当水平的雾度特性的光学膜。
此外，本发明提供了包括上述光学膜的图像显示装置。
技术方案
本发明提供了光学膜，其包括：
透光基底膜；
防眩层，所述防眩层包含含有(甲基)丙烯酸酯类交联聚合物的粘合剂、和分散在粘合剂中的微米(μm)级的有机细颗粒和分散在粘合剂中的纳米(nm)级的无机细颗粒；以及
低折射率层，所述低折射率层形成在防眩层上，并且包含含有可光聚合化合物的(共聚)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，
其中在将有机细颗粒和无机细颗粒的总平均颗粒尺寸定义为D平均，当有机细颗粒和无机细颗粒以从最小颗粒尺寸到最大尺寸的顺序排列时将对应于累积25％的细颗粒的颗粒尺寸定义为D25并且将对应于累积数量75％的细颗粒的颗粒尺寸定义为D75的情况下，(D75-D25)/D平均为0.25或更小，
其中有机细颗粒和无机细颗粒与粘合剂之间的折射率差的绝对值为0.01至0.25，
其中有机细颗粒和无机细颗粒的总含量为防眩层的总含量的1重量％至30重量％，以及
其中60度光泽度值的偏差为3％至10％，并且总雾度值为1％至5％。
本发明还提供了光学膜，其包括：
透光基底膜；
防眩层，所述防眩层包含含有(甲基)丙烯酸酯类交联聚合物的粘合剂、和分散在粘合剂中的亚微米(亚μm)级的复数种透光细颗粒；以及
低折射率层，所述低折射率层形成在防眩层上，并且包含含有可光聚合化合物的(共聚)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，
其中在将透光细颗粒的总平均颗粒尺寸定义为D平均，当透光细颗粒以从最小颗粒尺寸到最大尺寸的顺序排列时将对应于累积25％的细颗粒的颗粒尺寸定义为D25并且将对应于累积75％的细颗粒的颗粒尺寸定义为D75的情况下，(D75-D25)/D平均为0.04至0.15，
其中透光细颗粒与粘合剂之间的折射率差的绝对值为0.02至0.25，
其中透光细颗粒的总含量为防眩层的总含量的1重量％至30重量％，
其中反射率为0.5％至2.5％，以及
其中60度光泽度值的偏差为3％至10％，并且总雾度值为1％至5％。
此外，本发明提供了包括光学膜的图像显示装置。
在下文中，将详细地描述根据本发明的具体实施方案的光学膜和图像显示装置。
如本文所用，微米(μm)级是指颗粒尺寸或粒径小于1mm，即小于1000μm；纳米(nm)级是指颗粒尺寸或粒径小于1μm，即小于1000nm；亚微米(亚μm)级是指颗粒尺寸或粒径为微米级或纳米级。
此外，可光聚合化合物统指当用光对其进行照射时(例如当用可见光或紫外光对其进行照射时)经受交联、固化或聚合的化合物。
此外，(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)是指包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
此外，(共聚)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并且在其表面上和/或内部具有空的空间的二氧化硅颗粒。
根据本发明的一个实施方案，提供了光学膜，其包括：
透光基底膜；
防眩层，所述防眩层包含含有(甲基)丙烯酸酯类交联聚合物的粘合剂、和分散在粘合剂中的微米(μm)级的有机细颗粒和分散在粘合剂中的纳米(nm)级的无机细颗粒；
低折射率层，所述低折射率层形成在防眩层上，并且包含含有可光聚合化合物的(共聚)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，
其中在将有机细颗粒和无机细颗粒的总平均颗粒尺寸定义为D平均，当有机细颗粒和无机细颗粒以从最小颗粒尺寸到最大尺寸的顺序排列时将对应于累积25％的细颗粒的颗粒尺寸定义为D25并且将对应于累积数量75％的细颗粒的颗粒尺寸定义为D75的情况下，(D75-D25)/D平均为0.25或更小，
其中有机细颗粒和无机细颗粒与粘合剂之间的折射率差的绝对值为0.01至0.25，
其中有机细颗粒和无机细颗粒的总含量为防眩层的总含量的1重量％至30重量％，以及
其中60度光泽度值的偏差为3％至10％。
根据本发明人进行的大量实验的结果，已经发现，在包含分散在(甲基)丙烯酸酯类粘合剂中的有机细颗粒和无机细颗粒的防眩层中，通过将有机细颗粒和无机细颗粒的颗粒尺寸分布控制为适当的水平，将(D75-D25)/D平均控制为0.25或更小或者0.04至0.15，并且控制粘合剂的组成和粘合剂与细颗粒之间的折射率差，可以提供具有优异的防眩特性的防眩层和光学膜。
这推测是因为通过控制颗粒尺寸分布，防眩层中的细颗粒尺寸可以是均匀的，因此，可以均匀且适当地控制在防眩层的表面上突出的不规则性的尺寸，并且可以将防眩层的雾度特性和光泽度值调节在优选的范围内。此外，通过控制粘合剂与细颗粒之间的折射率差，可以有效地抑制外部光的散射或反射，从而提供具有优异的防眩特性和光学特性的防眩层和光学膜。如果颗粒尺寸分布范围偏离上述范围或偏离折射率差，则光学膜的雾度特性的偏差可能严重，或者光泽度值可能增加，使得光学特性/防眩特性可能大大劣化。
此外，在一个实施方案的光学膜中，可以将包含在防眩层中的有机细颗粒和无机细颗粒的总含量控制为例如防眩层中细颗粒和粘合剂的总含量的1重量％至30重量％、或2重量％至20重量％、或3重量％至10重量％、或3重量％至5重量％的适当水平。因此，确定可以进一步改善光学膜的光学特性/防眩特性。如果细颗粒的总含量太小，则无法适当地实现防眩层上的表面不规则性，并且无法适当地控制外部光的散射/反射，因此，防眩特性可能大大劣化。相反，如果细颗粒的总含量太大，则透射的图像光的折射增加，因此光学膜的图像清晰度可能大大降低。
此外，一个实施方案的光学膜包含下文中描述的特定粘合剂组成，具体地，可以使用具有三至六个官能度的化合物和具有十个或更多个官能度的化合物形成粘合剂。因此，优化了粘合剂的光学特性，同时适当地控制了相对于上述细颗粒的折射率差，并且可以优化光学膜的光学特性/防眩特性，例如雾度特性或光泽度值。
此外，一个实施方案的光学膜还包括形成在防眩层上的包含中空二氧化硅颗粒的低折射率层。通过形成如上所述的低折射率层，可以进一步抑制光学膜的外部光反射，从而可以进一步改善光学膜的光学特性。
如上所述，通过优化防眩层的配置和形成低折射率层，一个实施方案的光学膜可以表现出优异的光学特性和防眩特性，例如低的光泽度值、光泽度变化和反射率以及适当水平的雾度特性。
在下文中，将针对每种组分具体地描述本发明的一个实施方案的光学膜。
一个实施方案的光学膜包括对至少可见光表现出透光性的透光基底膜，并且其代表性实例包括纤维素酯类基底膜、聚酯类基底膜、聚(甲基)丙烯酸酯类基底膜或聚碳酸酯类基底膜。这样的透光基底膜的更具体的实例包括三乙酰纤维素(TAC)类膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)类基底膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)类膜、聚丙烯酸酯(PA)类膜、聚碳酸酯(PC)类膜、聚甲基丙烯酸酯(PMMA)类膜等。此外，可以使用已知适用于光学膜的基底膜的任何树脂膜。
然而，考虑到基底膜的优异的机械特性和耐水性以及一个实施方案的光学膜的优异的光学特性，透光基底膜可以为厚度为20μm至500μm、或30μm至200μm、或40μm至150μm的膜。
此外，一个实施方案的光学膜包括形成在基底膜上的防眩层。如上已经描述的，通过控制包含在防眩层中的细颗粒的折射率、细颗粒与粘合剂之间的折射率差以及细颗粒的颗粒尺寸分布和含量范围，可以大大改善防眩层和光学膜的防眩特性和光学特性。
在该防眩层中，粘合剂可以为具有三个或更多个官能度的具有(甲基)丙烯酸酯类官能团的多官能的(甲基)丙烯酸酯类化合物的交联(共聚)聚合物。在更具体的实例中，作为具有三个或更多个官能度的具有(甲基)丙烯酸酯基的多官能的(甲基)丙烯酸酯类化合物，可以使用具有三至六个官能度的单分子型(甲基)丙烯酸酯类化合物，和/或具有十个或更多个官能度的具有(甲基)丙烯酸酯类官能团的聚氨酯类聚合物、聚(甲基)丙烯酰基类聚合物、或聚酯类聚合物。
借助于这样的粘合剂的组成，可以将粘合剂与细颗粒之间的折射率差控制为更适当的水平。此外，可以将防眩层和光学膜的雾度特性保持在适当的水平，并且这可以有助于进一步改善图像清晰度。如果仅使用具有三至六个官能度的单分子型(甲基)丙烯酸酯类化合物，则雾度特性可能偏离适当的范围，或者图像清晰度可能降低。此外，防眩层的光学特性降低，使得难以实现低水平的光泽度值及其偏差值。
具有三至六个官能度的单分子型(甲基)丙烯酸酯类化合物的具体实例包括每个分子具有3至6个(甲基)丙烯酸酯官能团和芳族环的单分子型化合物(例如以下实施例中使用的UA-306T等)、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羟烷基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等。
此外，作为具有十个或更多个官能度的具有(甲基)丙烯酸酯类官能团的聚氨酯类聚合物、聚(甲基)丙烯酰基类聚合物、或聚酯类聚合物，可以使用其中平均10至80个或平均10至50个(甲基)丙烯酸酯类官能团键合至聚氨酯类聚合物、聚(甲基)丙烯酰基类聚合物或聚酯类聚合物的主链的聚合物，并且这些聚合物的重均分子量可以为1000至200000。
此外，可以例如以1:1至10:1的重量比或者以2:1至5:1的重量比使用具有三至六个官能度的单分子型(甲基)丙烯酸酯类化合物和具有十个或更多个官能度的具有(甲基)丙烯酸酯类官能团的聚合物。
当使用上述组成获得交联(共聚)聚合物形式的粘合剂时，粘合剂的折射率控制在例如1.50至1.60、1.50至1.54或1.51至1.53的适当范围内，使得可以更有效地控制包含在防眩层中的细颗粒与粘合剂之间的折射率差，可以进一步改善防眩层和光学膜的雾度特性、图像清晰度或光泽度值和偏差。
同时，防眩层包含分散在粘合剂中的亚微米(亚-μm)级的复数种透光颗粒，例如，微米(μm)级的有机细颗粒和纳米(nm)级的无机细颗粒。由于这些透光细颗粒具有使得细颗粒与上述粘合剂之间的折射率差的绝对值为0.01至0.25、或0.02至0.25或0.02至0.10的折射率，因此防眩层可以表现出低的光泽度值、适当的雾度特性和优异的防眩特性。
作为有机细颗粒，可以没有特别限制地使用先前已知可用于防眩层等的树脂颗粒，其具体实例包括含有聚苯乙烯类树脂、聚(甲基)丙烯酸酯类树脂或聚(甲基)丙烯酸酯-共聚-苯乙烯共聚物树脂的树脂细颗粒。
此外，这样的有机细颗粒为例如颗粒尺寸为1μm至5μm、或1.5μm至4μm的球形颗粒，其可以为折射率为1.5至1.57、或1.51至1.56、或1.53至1.56的那些。
此外，作为无机细颗粒，可以使用包括二氧化硅、氧化铝、氧化锆或二氧化钛的金属氧化物细颗粒。例如，无机细颗粒为颗粒尺寸为10nm至300nm、或50nm至200nm的球形颗粒，其可以为折射率为1.4至1.75、或1.4至1.65、或1.42至1.48、或1.42至1.45的那些。
包含上述有机/无机细颗粒的透光细颗粒可以具有如上已经描述的均匀的颗粒尺寸分布。因此，可以均匀且适当地控制在防眩层的表面上突出的不规则性的尺寸，使得可以将防眩层的雾度特性和光泽度值控制在优选的范围内。因此，一个实施方案的防眩层和光学膜可以表现出优异的防眩特性/光学特性。
更具体地，透光细颗粒的D平均可以为1.7μm至2.3μm、或1.8μm至2.2μm，D25可以为1.5μm至2.1μm、或1.8μm至2.0μm，D75可以为1.9μm至2.5μm、或1.9μm至2.2μm。因此，(D75-D25)/D平均被控制为0.25或更小、或0.04至0.15，使得一个实施方案的光学膜可以表现出优异的光学特性等。
此外，在复数种透光细颗粒(例如上述有机细颗粒和无机细颗粒)中，基于防眩层的总含量，可以将其总含量控制为适当的水平，例如1重量％至30重量％、或2重量％至20重量％、或3重量％至10重量％、或3重量％至5重量％。此外，可以以4:1至1:2的重量比使用有机细颗粒和无机细颗粒。如上已经描述的，将每种透光细颗粒的含量调节至适当的范围，使得一个实施方案的光学膜可以表现出更优异的光学特性等。如果细颗粒的含量范围超出该适当的范围，则无法适当地实现防眩层上的表面不规则性，因此无法适当地控制外部光的散射/反射，防眩特性可能劣化或者光的折射可能增加，并且光学膜的图像清晰度可能大大劣化。
此外，防眩层的厚度可以为1μm至10μm、或2μm至8μm，并且上述细颗粒各自可以分散在防眩层中，或者可以在其至少一部分突出的状态下抑制外部光的反射或散射。
形成为具有上述组成和厚度、透光细颗粒的颗粒尺寸分布等的防眩层可以适当地抑制外部光的散射或反射，因此可以具有优异的防眩特性，并且可以表现出优异的光学特性，例如低的光泽度值和反射率以及适当的雾度特性。防眩层的这些优异的光学特性可以定义为表面的低光泽度值/反射率、雾度特性等。例如，防眩层和光学膜可以具有0.5％至2.5％、或0.7％至2.0％的反射率，和45％至70％、或50％至65％、或50％至60％的60度光泽度值。测量10次60度光泽度值，并且通过式[(最大测量值-最小测量值)/平均值]计算的60度光泽度偏差值可以为3％至10％、或3％至8％、或5％至8％。
此外，防眩层和光学膜的总雾度值为1％至5％、或2％至4％、或2.5％至3.5％，并且可以保持适当的水平。当总雾度值变得过高时，显然光学特性降低。即使当总雾度值变得过低时，外部反射图像也是可见的而不会被散射，因此，屏幕的可见性和图像清晰度可能劣化。
同时，上述防眩层可以由包含可光聚合化合物、光引发剂和有机溶剂的组合物形成，所述可光聚合化合物包括具有上述构成的(甲基)丙烯酸酯类化合物。
在这样的组合物中，作为光引发剂，可以没有特别限制地使用常规已知的光引发剂。光引发剂的实例可以为选自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中的一种；或者其两种或更多种的混合物。
此时，基于100重量份的(甲基)丙烯酸酯类化合物的可光聚合化合物，光引发剂可以以0.1重量份至10重量份的量添加。当相对于100重量份的可光聚合化合物，光引发剂的量小于0.1重量份时，可能不发生由紫外线照射引起的充分光固化。当相对于100重量份的可光聚合化合物，光引发剂的量超过10重量份时，防眩层与基底膜之间的粘合性等可能劣化。此外，当以过大的量包含光引发剂时，防眩层和包括其的光学膜可能随着时间的推移由于未反应的引发剂而显示出黄化，使得光学膜的光学特性可能劣化。
此外，所述组合物还可以包含有机溶剂。当添加这样的有机溶剂时，其构成没有限制，但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，有机溶剂可以以优选50重量份至700重量份、更优选100重量份至500重量份、最优选150重量份至450重量份的量使用。
在这种情况下，可用的有机溶剂的类型没有特别限制，但可以使用选自具有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、甲苯和二甲苯中的一种；以及其中至少一种的混合物。
此时，低级醇的实例可以为甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、二丙酮醇等。此外，乙酸酯可以为乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯或乙酸溶纤剂，酮可以为甲基乙基酮、甲基异丁基酮、乙酰丙酮或丙酮。
同时，用于形成防眩层的组合物还可以包含选自分散剂、流平剂、润湿剂、消泡剂和抗静电剂中的至少一种添加剂。在这种情况下，基于100重量份的粘合剂形成化合物，添加剂可以以0.01重量份至10重量份的范围添加。
可以通过以下步骤形成防眩层：将上述组合物涂覆到透光基底膜的一个表面上，然后干燥和光固化。这些干燥和光固化条件可以与用于形成防眩层的一般过程的条件一致，并且还在下文提供的实施例中描述了具体过程条件。
同时，上述一个实施方案的光学膜还包括形成在防眩层上的低折射率层。这样的低折射率层包含含有可光聚合化合物的(共聚)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。
通过包括这样的低折射率层，可以减少在透光基底膜中的反射本身，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和反射的发生。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，从而进一步改善分辨率和可见性。
低折射层可以具有例如1.3至1.5的折射率和1nm至300nm的厚度以有效地抑制基底膜中的反射或显示装置的显示表面上的漫反射。
同时，低折射率层可以由包含可光聚合化合物和中空二氧化硅颗粒的用于形成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)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)丙烯酸酯基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、两个或更多个、或者三个或更多个(甲基)丙烯酸酯基或乙烯基的单体或低聚物。
含有(甲基)丙烯酸酯基的单体或低聚物的具体实例可以包括季戊四醇三(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；或者经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。在本文中，低聚物的分子量优选为1000至10000。
含有乙烯基的单体或低聚物的具体实例包括二乙烯基苯、苯乙烯和对甲基苯乙烯。
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氟类化合物。因此，低折射率层的粘合剂树脂可以包含以上已经描述的可光聚合化合物与含有光反应性官能团的氟类化合物的交联聚合物。
含有光反应性官能团的氟类化合物可以包含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，光反应性官能团是指可以通过照射光(例如通过照射可见光或紫外光)参与聚合反应的官能团。光反应性官能团可以包括已知能够通过照射光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、环氧基、乙烯基或硫醇基。
含有光反应性官能团的氟类化合物的氟含量可以为1重量％至25重量％。当含有光反应性官能团的氟类化合物中的氟含量太小时，可能难以充分地确保物理特性，例如耐污染性或耐碱性。相反，当含有光反应性官能团的氟类化合物中的氟含量太大时，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氟类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氟类化合物可以任选地在其中包含硅或硅化合物。
含有光反应性官能团的氟类化合物的重均分子量(通过GPC法测量的根据聚苯乙烯的重均分子量)可以为2000至200000。当含有光反应性官能团的氟类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氟类化合物的重均分子量太大时，由上述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和耐刮擦性。
基于100重量份的含有(甲基)丙烯酸酯基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10重量份含有光反应性官能团的氟类化合物。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氟类化合物时，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。相反，当相对于可光聚合化合物，含有光反应性官能团的氟类化合物的量太小时，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，中空二氧化硅颗粒是指最大直径小于200nm并且在其表面上和/或内部具有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。
对于中空二氧化硅颗粒，可以单独使用表面涂覆有氟类化合物的二氧化硅颗粒或者将其与表面未涂覆有氟类化合物的二氧化硅颗粒组合使用。当中空二氧化硅颗粒的表面涂覆有氟类化合物时，可以进一步降低表面能。因此，中空二氧化硅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。
在本文中，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重量份的中空二氧化硅颗粒。当以过量添加中空二氧化硅颗粒时，涂覆膜的耐刮擦性和耐磨性可能由于粘合剂的含量减少而降低。此外，当以少量添加中空二氧化硅颗粒时，可能无法进行中空二氧化硅颗粒的均匀成膜，并且可能由于反射率和折射率的增加而无法表现出期望的效果。
作为光聚合引发剂，可以没有特别限制地使用已知可用于可光固化涂覆组合物的任何化合物。具体地，可以使用二苯甲酮类化合物、苯乙酮类化合物、非咪唑类化合物、三嗪类化合物、肟类化合物、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，光聚合引发剂可以以1重量份至100重量份的量使用。
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。
有机溶剂可以在将待包含在可光固化涂覆组合物中的各组分混合时添加，或者可以随着将各组分添加至有机溶剂中呈分散在有机溶剂中或与有机溶剂混合的状态而被包含在可光固化涂覆组合物中。
同时，通过将上述可光固化涂覆组合物涂覆到防眩层上，然后干燥所涂覆的产物并使其光固化，可以获得包括在一个实施方案的光学膜中的低折射率层。这样的低折射率层的具体过程条件可以经受对本领域技术人员来说显而易见的条件，并且还在下文提供的实施例中进行了具体描述，因此将省略其另外的描述。
上述光学膜的另一个实例可以包括：
透光基底膜；
防眩层，所述防眩层包含含有(甲基)丙烯酸酯类交联聚合物的粘合剂、和分散在粘合剂中的亚微米(亚μm)级的复数种透光细颗粒；以及
低折射率层，所述低折射率层形成在防眩层上，并且包含含有可光聚合化合物的(共聚)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，
其中在将透光细颗粒的总平均颗粒尺寸定义为D平均，当透光细颗粒以从最小颗粒尺寸到最大尺寸的顺序排列时将对应于累积25％的细颗粒的颗粒尺寸定义为D25并且将对应于累积75％的细颗粒的颗粒尺寸定义为D75的情况下，(D75-D25)/D平均为0.04至0.15，
其中透光细颗粒与粘合剂之间的折射率差的绝对值为0.02至0.25，
其中透光细颗粒的总含量为防眩层的总含量的1重量％至30重量％，
其中反射率为0.5％至2.5％，以及
其中60度光泽度值的偏差为3％至10％，并且总雾度值为1％至5％。
如上已经描述的，光学膜可以表现出优异的防眩特性，特别地，可以有效地抑制外部光在图像显示装置的表面处的散射或反射，并且可以表现出优异的光学特性，例如低的光泽度值和反射率以及适当水平的雾度特性。因此，这样的光学膜可以非常优选地用于各种图像显示装置。
同时，根据另一个实施方案，可以提供包括上述光学膜的图像显示装置。
这样的偏光板和图像显示装置的实例可以如下构造。
图像显示装置可以为液晶显示装置，其包括面向彼此的偏光板对；顺序堆叠在偏光板对之间的薄膜晶体管、滤色器和液晶单元；以及背光单元。液晶显示装置的图像显示表面可以包括上述实施方案的光学膜。
有益效果
根据本发明，可以提供表现出优异的光学特性例如低的光泽度值和反射率以及适当水平的雾度特性的光学膜。
这样的光学膜可以优选地用于各种图像显示装置，从而大大改善可见性等。
具体实施方式
现在通过以下实施例更详细地描述本发明的具体实施方案。然而，给出这些实施例仅出于举例说明的目的，并且本发明的范围不旨在限于这些实施例或受这些实施例限制。
<制备例：用于形成防眩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)用于形成防眩层的组合物的制备
将下表1中所示的组分均匀混合以制备用于形成防眩层的组合物。表1中使用的所有组分的含量以重量份示出。
[表1]
Figure GDA0002834195430000141
Figure GDA0002834195430000151
1)防眩层的总含量通过在用于形成防眩层的组合物中除了在形成过程期间除去的分散剂、溶剂和引发剂之外的粘合剂和有机/无机细颗粒的总含量计算。
2)粘合剂的折射率在根据上述组合物和下文中描述的制备例交联(共聚)聚合之后测量，并且当使用两种或更多种时，有机/无机细颗粒的折射率由平均值得出。
1)UA-306T：(Kyoeisha)：通过使甲苯二异氰酸酯与两个季戊四醇三丙烯酸酯反应形成的六官能丙烯酸酯类化合物
2)8BR-500(TAISEI FINE CHEMICAL)：其中具有约40个官能度的氨基甲酸酯丙烯酸酯官能团键合至聚丙烯酰基主链的聚合物
3)TMPTA：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯
4)PETA：季戊四醇三丙烯酸酯
5)I184(Irgacure 184)：光引发剂，由Ciba制造
6)BYK 300：PDMS分散剂
7)113BQ(XX-113BQ，由Sekisui Plastic制造)：折射率为1.555且平均颗粒尺寸为2μm的PMMA-PS交联共聚物细颗粒
8)97BQ(XX-97，由Sekisui Plastic制造)：折射率为1.525(约1.53)且平均颗粒尺寸为2μm的PMMA-PS交联共聚物细颗粒
9)9600A：体积平均颗粒尺寸为100nm且折射率为1.43的球形二氧化硅细颗粒(X24-9600A；Shin-Etsu)
10)MA-ST：其中体积平均颗粒尺寸为12nm且折射率为1.43的球形二氧化硅细颗粒(由Nissan Chemical制造)以30％的浓度分散在甲醇中的分散溶液
(2)用于形成低折射层的可光固化涂覆组合物的制备
将下表2的其余组分混合，然后在MIBK(甲基异丁基酮)和IPA(重量比＝1:1)的混合溶液中稀释以制备用于形成低折射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示出。
[表2]
制备例6
DPHA 1.38
THRULYA 4320 4.56
Irgacure-127 0.55
RS-907 0.51
IPA 46.50
MIBK 46.50
总计 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)THRULIA 4320：中空二氧化硅分散体，在MIBK溶剂中的固体含量为20重量％，由JGC Catalyst and Chemicals制造。
3)Irgacure-127：由BASF制造的光引发剂。
4)RS-907：含有光反应性官能团的氟类化合物，在MIBK溶剂中的固体含量为30重量％，由DIC制造。
<实施例1至5和比较例1至6：光学膜的制备>
如下表3所示，将制备例1至5或比较制备例1至5中制备的防眩层组合物分别涂覆在厚度为100μm且折射率为1.6至1.7的PET基底膜上，在90℃下干燥1分钟，然后用150mJ/cm2的紫外线照射以制备防眩层。
然后，在实施例1至5和比较例1至6中，如下在防眩层上形成低折射层。
将制备例6中制备的组合物用Meyer棒#3涂覆在防眩层上，并在90℃下干燥1分钟。然后，在氮气吹扫下用180mJ/cm2的紫外线照射经干燥的材料以形成厚度为100nm的低折射率层，从而形成光学膜。
<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，并且结果示于下表3中。
1.透光(有机/无机)细颗粒的颗粒尺寸分布的测量
在COULTER颗粒尺寸分析仪(COULTER PARTICLE SIZE ANALYZER)中测量制备例1至5和比较制备例1至5中包含的透光细颗粒(有机/无机细颗粒)的颗粒直径，并且将细颗粒以从最小颗粒尺寸到最大尺寸的顺序排列。由此得到透光细颗粒的颗粒尺寸分布曲线。将有机细颗粒与溶剂(例如乙醇、甲醇和异丙醇)混合以制备分散溶液，然后进行测量。在以分散体形式供应的无机细颗粒的情况下，用与分散溶剂相同的溶剂稀释溶液并分析。
根据颗粒尺寸分布曲线，将透光细颗粒的平均总颗粒直径确定为D平均。当有机细颗粒和无机细颗粒以从最小颗粒尺寸到最大尺寸的顺序排列时将对应于累积25％的细颗粒的颗粒尺寸确定为D25，将对应于累积数量75％的细颗粒的颗粒尺寸确定为D75。根据这些测量值，计算(D75-D25)/D平均。
2.折射率的测量
使用椭偏仪在涂覆在晶片上的状态下测量光学膜中包含的粘合剂、防眩层、低折射率层等的折射率。更具体地，粘合剂、防眩层和低折射率层的折射率通过以下方法测量：将各组合物施加至3cm×3cm晶片，使用旋涂机进行涂覆(涂覆条件：1500rpm，30秒)，在90℃下干燥2分钟，并在氮气吹扫下在180mJ/cm2的条件下用紫外线照射。由此，形成厚度为100nm的各涂覆层。
通过使用J.A.Woollam Co.M-2000设备，以70°的入射角测量涂覆层在380nm至1000nm的波长范围内的椭圆偏光度。使用Complete EASE软件将所测量的椭圆偏光度数据(Ψ，Δ)拟合至以下一般公式1的柯西模型，使得MSE变为3或更小。
Figure GDA0002834195430000171
其中，n(λ)为波长为λ(300nm至1800nm)时的折射率，A、B和C为柯西参数。
同时，基底膜和各细颗粒的折射率使用在市售产品上提供的信息。
3.总雾度值/内部雾度值/外部雾度值的评估
制备4cm×4cm光学膜样品。通过用雾度计(HM-150，A光源，Murakami ColorResearch Laboratory)测量三次来计算平均值，将其计算为总雾度值。在测量中，根据JISK 7361测量透射率，并根据JIS K 7105测量雾度值。在测量内部雾度值时，将总雾度值为0的粘合剂膜粘合至待测量的光学膜的涂覆表面以使表面的不规则性平滑，并以与总雾度值相同的方式测量内部雾度值。
外部雾度值计算为通过计算总雾度值与内部雾度的测量值之间的差而获得的值的平均。
4. 20°/60°光泽度值及其偏差值的评估
使用由BYK Gardner Co.,Ltd制造的micro-TRI-光泽度仪(micro-TRI-gloss)来测量20°/60°光泽度值。在测量时，将黑胶带(3M)附接至其上未形成有涂覆层的基底膜的表面以不透光。通过将光的入射角变为20°/60°来测量20°/60°光泽度值，并将测量五次或更多次的平均值计算为光泽度值。
通过上述方法测量10次光泽度值并计算与数据的偏差来计算60度光泽度值的偏差。
5.反射率
使用由SHIMADZU制造的SolidSpec 3700测量反射率作为平均反射率。
具体地，将黑胶带(乙烯基胶带472Black，由3M制造)附接至其上未形成有涂覆层的光学膜的表面以不透光。在以采样间隔1mm、时间常数0.1秒、狭缝宽度20nm和中等扫描速度固定测量条件之后，通过应用100T模式用波长为380nm至780nm的光照射光学膜。由此，测量反射率。
[表3]
Figure GDA0002834195430000191
参照表3，确定实施例1至5的光学膜可以表现出优异的光学特性，例如低的光泽度值和反射率以及适当水平的雾度特性。另一方面，确定在比较例1和4中，由于光泽度偏差值太高，因此光学特性的均匀性大大降低。此外，确定在比较例5中，因为光泽度值太高并且反射率高，所以无法适当地抑制外部光的反射。
此外，确定在比较例2和3中，雾度值太低，因此外部反射图像不被散射并且是可见的，因此，屏幕的可见性和图像清晰度差。相比之下，确定在比较例6中，由于内部雾度值和总雾度值太高，因此光学特性不足并且屏幕的可见性差。

Claims (11)

1.一种光学膜，包括：
透光基底膜；
防眩层，所述防眩层包含含有(甲基)丙烯酸酯类交联聚合物的粘合剂、和分散在所述粘合剂中的微米级的有机细颗粒和分散在所述粘合剂中的纳米级的无机细颗粒；
低折射率层，所述低折射率层形成在所述防眩层上，并且包含含有可光聚合化合物的均聚物或共聚物的粘合剂树脂、和分散在所述粘合剂树脂中的中空二氧化硅颗粒，
其中在将所述有机细颗粒和所述无机细颗粒的总平均颗粒尺寸定义为D平均，当所述有机细颗粒和所述无机细颗粒以从最小颗粒尺寸到最大尺寸的顺序排列时将对应于累积25％的细颗粒的颗粒尺寸定义为D25并且将对应于累积数量75％的细颗粒的颗粒尺寸定义为D75的情况下，(D75-D25)/D平均为0.25或更小，
其中所述D平均为1.7μm至2.3μm，所述D25为1.5μm至2.1μm，以及所述D75为1.9μm至2.5μm，
其中所述有机细颗粒和所述无机细颗粒与所述粘合剂之间的折射率差的绝对值为0.01至0.25，
其中所述有机细颗粒和所述无机细颗粒的总含量为所述防眩层的总含量的1重量％至30重量％，以及
其中60度光泽度值的偏差为3％至10％，并且总雾度值为1％至5％。
2.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述透光基底膜为厚度为20μm至500μm的纤维素酯类基底膜、聚酯类基底膜、聚(甲基)丙烯酸酯类基底膜或聚碳酸酯类基底膜。
3.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述(甲基)丙烯酸酯类交联聚合物包括具有三至六个官能度的单分子型(甲基)丙烯酸酯类化合物，以及具有十个或更多个官能度的具有(甲基)丙烯酸酯类官能团的包括聚氨酯类聚合物、聚(甲基)丙烯酰基类聚合物、或聚酯类聚合物的多官能的(甲基)丙烯酸酯类化合物的交联均聚物或共聚物。
4.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述粘合剂的折射率为1.50 至1.60。
5.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述有机细颗粒包括聚苯乙烯类树脂、聚(甲基)丙烯酸酯类树脂、或聚(甲基)丙烯酸酯-共聚-苯乙烯共聚物树脂。
6.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述有机细颗粒为颗粒尺寸为1μm至5μm的球形颗粒，并且具有1.5至1.57的折射率。
7.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述无机细颗粒为包括二氧化硅、氧化铝、氧化锆或二氧化钛的金属氧化物细颗粒。
8.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述无机细颗粒为颗粒尺寸为10nm至300nm的球形颗粒，并且具有1.4至1.75的折射率。
9.根据权利要求1所述的光学膜，其中所述防眩层的厚度为1μm至10μm。
10.根据权利要求1所述的光学膜，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。
11.一种图像显示装置，包括根据权利要求1所述的光学膜。
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