CN113272369B - 用于保护偏振器的聚酯膜、其制造方法和包括其的偏光膜 - Google Patents

用于保护偏振器的聚酯膜、其制造方法和包括其的偏光膜 Download PDF

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Abstract

根据本发明的一个实施方案的偏振器保护聚酯膜具有优异的粘合强度，具有优异的光学和机械特性并且可以使硬涂覆过程之后的虹效应最小化，并且其包括：在至少一个轴上取向的由聚酯形成的基底膜；以及打底层，所述打底层形成在基底膜的至少任一个表面上，并且所述打底层包含固化剂以及选自基于聚氨酯的树脂和基于聚酯的树脂中的至少一种树酯。

Description

用于保护偏振器的聚酯膜、其制造方法和包括其的偏光膜
技术领域
以下描述涉及偏振器保护聚酯膜，并且更特别地涉及具有优异的粘合性以及良好的光学和机械特性并且可以使莫尔干涉最小化的偏振器保护聚酯膜。
背景技术
通常，聚酯膜具有优异的尺寸稳定性、厚度均匀性和光学透明性，使得所述膜不仅可用于显示装置，而且还广泛地用作各种工业材料。特别地，近来对液晶显示器、有机发光二极管装置和电子纸的兴趣高涨，导致积极研究用聚酯膜代替这些显示装置的基底(通常是玻璃基底)的方法。通过用聚酯膜代替玻璃基底，可以获得的优点在于，显示装置的总重量可以降低，显示装置可以设计成具有柔性，具有优异的抗冲击性和耐湿性，并且可以通过连续加工来制造，从而实现比常规玻璃基底更高的生产率。
特别地，进行积极的研究以将聚酯膜用作需要高光学特性的偏光保护膜。聚酯膜由于拉伸过程期间的结晶和弯曲而基本上具有取向角。在双轴拉伸的情况下，出现两个光轴，使得从偏振器发出的偏振光变成椭圆偏振光或圆偏振光，然后这对于人眼来说被看作变色或虹斑。
日本特许专利公开第2011-532061号和韩国特许专利公开第2017-0056027号公开了用作偏振器保护膜的聚酯膜。然而，在使用聚酯膜作为偏振器保护膜的情况下，需要表面处理的偏振器保护膜具有出现反射虹、可见性降低等的问题，并且偏振器保护膜的面内相位差低，但未作减小主链的取向角的尝试，使得在获得实际有效宽度时生产率降低，从而妨碍使用聚酯膜作为偏振器保护膜。
因此，除了聚酯膜本身的光学特性之外，聚酯膜还需要具有可以使各层例如打底层、AG涂层或硬涂层等的界面处的应力最小化的适当结构，并且需要解决经涂覆的层之间的可见性和粘合性降低的问题。
发明内容
技术问题
为了解决以上问题而做出本发明，并且本发明的一个目的是提供偏振器保护聚酯膜、制造其的方法和包括其的偏光板，其中通过减小聚酯膜的拉伸比和取向角，可以确保低的面内相位差(Re)和高的厚度方向相位差(Rth)；通过调整膜中主链结晶体的角度，可以尽可能地减小主取向角，从而使在斜向观察膜时可见的虹斑最小化；通过向打底层添加适当的颗粒，可以确保运行特性，从而使在打底层与基底膜之间能够有足够的粘合性；以及通过调整打底层与基底膜之间的折射率比，可以使莫尔干涉最小化。
本发明的以上和其他目的以及优点将从以下优选实施方案的详细描述中变得明显。
技术方案
根据本发明的一个方面，以上目的通过提供如下偏振器保护聚酯膜来实现，所述偏振器保护聚酯膜包括：基底膜，所述基底膜是至少经单轴拉伸的；和打底层，所述打底层形成在基底膜的至少一个表面上并且包含固化剂以及选自基于聚氨酯的树脂和基于聚酯的树脂中的至少一种或更多种树脂。
固化剂可以优选地为选自基于
Figure BDA0003151917260000021
唑啉的固化剂、基于碳二亚胺的固化剂和基于三聚氰胺的固化剂中的至少一种或更多种树脂。
打底层的基于聚氨酯的树脂或基于聚酯的树脂的固体含量可以优选地在总涂覆液体的4％至7％的范围内，以及在所述打底层中相对于基于聚氨酯的树脂或基于聚酯的树脂，所包含的固化剂的比率为100:5至100:50。
更优选地，打底层的基于聚氨酯的树脂或基于聚酯的树脂的固体含量可以在总涂覆液体的4.5％至5.5％的范围内。
打底层在550nm波长下的反射率可以优选为4％或更小。
聚酯膜可以优选地具有500nm或更小的面内相位差(Re)以及8000nm或更大的厚度方向相位差(Rth)。
聚酯基底膜的平面取向系数(ΔP，plane orientation coefficient)可以优选为0.164或更小。
聚酯基底膜中的结晶区域的主链的取向角可以优选为17度或更小。
打底层与基底膜之间的折射率比可以优选地满足下式4，其中
[式4]
0.958≤打底层折射率/基底膜折射率≤0.98。
打底层还可以优选地包含阴离子表面活性剂和平均粒径为10nm至500nm的颗粒。
基底膜与打底层之间的粘合性以及在60℃和90％的高温高湿度条件下500小时基底膜与打底层之间的的耐湿粘合性可以优选大于或等于95％，以及打底层与用于后续处理的树脂之间的粘合性可以优选大于或等于95％。
根据本发明的另一个方面，以上目的还通过提供制造偏振器保护聚酯膜的方法来实现，所述方法包括：第一步骤，通过将聚酯树脂熔融挤出来形成未经拉伸的片；第二步骤，将在第一步骤中形成的未经拉伸的片在纵向方向(机器方向，MD)上进行单轴拉伸；第三步骤，用通过将固化剂与选自基于聚氨酯的树脂和基于聚酯的树脂中的至少一者混合而制备的涂覆液体涂覆在第二步骤中在纵向方向上经单轴拉伸的片的至少一个表面，并将经涂覆的片干燥；第四步骤，将在第三步骤中用涂覆液体涂覆的片在宽度方向(横向方向，TD)上进行双轴拉伸；以及第五步骤，通过对在第四步骤中经拉伸的片进行热定型来形成偏振器保护聚酯膜。
第二步骤的在纵向方向(MD)上的拉伸比可以优选地在3.0倍至3.3倍的范围内，以及第四步骤的在宽度方向(TD)上的拉伸比可以优选地在3.0倍至3.6倍的范围内。
第五步骤的热定型温度可以优选地在180℃至220℃的范围内。
根据本发明的又一个方面，以上目的还通过提供如下偏光板来实现，所述偏光板包括偏振器，所述偏振器的至少一个表面具有根据以上描述的偏振器保护聚酯膜。
有益效果
如上所述，本发明具有这样的效果，通过使莫尔干涉最小化，可以提高后续过程中的生产率；以及通过抑制在斜向观察层合有偏振器的所述膜时看见的虹斑，可以改善可见性。
此外，本发明具有这样的效果，提供了足够的打底层与基底膜之间的粘合性，使得可以确保良好的运行特性。
此外，本发明还具有这样的效果，可以改善材料本身的机械特性、耐湿性等，从而即使在严酷环境中也确保高的可靠性。
然而，本发明的效果不限于前述效果，并且本领域技术人员根据以下描述将清楚地理解本文中未描述的其他目的。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方案的偏振器保护聚酯膜的截面图。
具体实施方式
在下文中，将参照实例和附图详细地描述本发明。然而，本领域技术人员应当理解的是，这些实例是为了更具体地说明本发明而提供，并且不应解释为限制本发明的范围。
在附图中，为清楚起见，可以放大层、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记通常表示相同的要素。应理解，当诸如层、膜、区域或基底的要素被称为在另一个要素“上”时，其可以“直接在”另一个要素“上”或者也可以存在介于中间的要素。相反，当一个要素被称为“直接在”另一个要素“上”时，不存在介于中间的要素。
除非另外定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在冲突的情况下，以本说明书(包括本文中的任何定义)为准。虽然在实践或测试本发明的实施方案时可以使用与本文中描述的那些类似或等同的任何方法和材料，但是在本文中描述了优选的方法和材料。
图1是根据本发明的一个实施方案的偏振器保护聚酯膜的截面图。
参照图1，根据本发明的一个实施方案的偏振器保护聚酯膜包括基底膜1和形成在基底膜1的至少一个表面上的打底层2。
基底膜1通过将聚酯树脂熔融挤出来形成。形成基底膜1的聚酯可以优选地选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯。
通过将由聚酯形成的膜在纵向方向(MD)和/或宽度方向(TD)上进行单轴拉伸和/或双轴拉伸来处理基底膜1。除聚碳酸酯之外的其他材料在材料未经拉伸时不具有结晶性，因此具有弱的机械强度并且难以将厚度控制为小的。因此，双轴拉伸可以是优选的。
基底膜1还可以包含紫外(UV)吸收剂以吸收UV射线。在这种情况下，UV吸收剂可以为选自基于苯并三唑的UV吸收剂、基于二苯甲酮的UV吸收剂、草酰苯胺UV吸收剂、基于氰基丙烯酸酯的UV吸收剂和基于三嗪的UV吸收剂中的一者或更多者。此外，可以向基底膜1中添加抗氧化剂以抑制包含在基底膜1中的UV吸收剂的变色(褐变)。
基底膜1的厚度优选为25μm至250μm。在基底膜1的厚度小于25μm的情况下，存在的问题在于，在表面处理和偏光板层合过程期间可能容易引起褶皱，从而导致产率低；而在基底膜1的厚度大于250um的情况下，存在的问题在于，难以控制相位差，以及显示器的总厚度增加。
根据本发明的一个实施方案的聚酯基底膜优选地具有下表1中所示的以下物理特性。
[表1]
项目 物理特性
面内相位差(Re) 500nm或更小
厚度方向上的相位差(Rth) 8000nm或更大
膜中主链的主取向角 17度或更小
平面取向系数(ΔP) 0.164更小
即，当将由聚酯树脂形成的基底膜1在纵向方向(MD)和宽度方向(TD)上进行双轴拉伸时，由于基底膜1的双折射而发生偏振光的失真。这样的偏振光的失真可能导致在斜向(接近布儒斯特角)观察基底膜1时可见的虹斑。因此，为了除去由失真导致的虹斑，根据本发明的一个实施方案的聚酯基底膜优选地具有上表1中所示的物理特性。聚酯基底膜的面内相位差(Re)可以由下式1限定。
[式1]
Re＝(Nx-Ny)*d[nm]
在式1中，Nx表示在膜的在纵向方向上的折射率、或与在正交尼科耳下观察偏振器时光不泄漏的轴垂直的方向上的折射率。Ny表示在膜的在宽度方向上的折射率、或在正交尼科耳下观察偏振器时光不泄漏的轴的方向上的折射率。此外，式1的d表示偏振器保护聚酯膜的厚度。
如式1所限定的，可以看出，在光轴为0°的情况下，Nx与膜的纵向方向一致，并且Ny与膜的宽度方向一致。偏振器保护聚酯膜的光轴需要具有用于尽可能地保持偏振光的偏振的物理特性，并且与虹斑的出现有关，使得较低的面内相位差(500nm或更小)是优选的，并且更接近于0°的光轴是优选的。即，在聚酯基底膜的面内相位差超过500nm的情况下，难以保持偏振光的偏振，从而导致虹斑。
聚酯基底膜的厚度方向上的相位差(Rth)可以由下式2限定。
[式2]
Rth＝((Nx+Ny)/2-Nz)*d[nm]
在式2中，Nx、Ny和d与式1的那些相同；以及Nz表示膜的在厚度方向上的折射率。
如式2中所限定的，厚度方向上的相位差是通过从面内折射率分量的平均值((Nx+Ny)/2)中减去膜的在厚度方向上的折射率Nz，并将减得后的值乘以膜的厚度来获得的值。式2为用于计算厚度方向上的双折射的式，并且需要双折射值大于或等于8000nm以抑制由失真导致的虹斑的出现。即，在聚酯基底膜的厚度方向上的相位差小于8000nm的情况下，可能由失真导致虹斑。
主链的取向角是指由主链结晶体相对于膜的宽度方向形成的角。在膜的双轴拉伸和热定型过程期间，主链的取向角的方向由基于聚酯的材料(聚酯树脂)相对于拉伸方向的结晶性确定。在将由聚酯形成的未经拉伸的膜首先在纵向方向(MD)上进行拉伸之后，将膜在宽度方向(TD)上进行拉伸，在这种情况下，主链的取向角通常于在宽度方向上拉伸的末端(边缘)处变为0°。然后，在膜的热定型期间，由于在拉伸之后的残余应力而发生弯曲现象，使得膜在与膜运行方向相反的方向上由于弯曲现象而具有弓形渐缩部分。
这样的主链结晶体的取向引起光轴的变化，使得即使在相位差受到控制时，也可能出现虹斑。为了抑制虹斑的出现，应该抑制弯曲现象，使得边缘部分(膜的边缘)的物理特性可以尽可能与膜的宽度中心的物理特性相似。为了抑制弯曲现象，需要通过在比一般热定型温度更低的温度下对膜进行处理来使拉伸部分与热定型部分之间的应力差最小化。为此，热定型温度优选地在180℃至220℃的范围内，并且更优选地在180℃至200℃的范围内。在热定型温度低于180℃的情况下，可能无法适当地进行对基底膜1和打底层2的热定型；而在热定型温度高于220℃的情况下，可能出现弯曲现象。
基底膜1中主链的取向角优选小于或等于17°，更优选小于或等于10°，并且进一步更优选小于或等于8°。在基底膜1中主链的取向角超过17°的情况下，在正交尼科耳下观察偏振器时光轴增加，从而导致相位差增加的问题。
然后，聚酯基底膜的平面取向系数ΔP表示膜的取向程度，并且可以由下式3限定。
[式3]
ΔP＝(Nx+Ny)/2-Nz
在式3中，Nx、Ny和Nz与上式2的那些相同。聚酯基底膜的平面取向系数优选小于或等于0.164。在聚酯基底膜的平面取向系数超过0.164的情况下，膜被过度拉伸，从而引起过度的收缩应力和显著增加的热收缩。更具体地，如式3所表示，在厚度相等的情况下随着平面取向系数增加，在厚度方向上的相位差增加，使得数值上越大的平面取向系数可以是优选的。然而，越高的平面取向系数意味着膜的在纵向方向上的折射率Nx和膜的在宽度方向上的折射率Ny是高的，并且意味着以高拉伸比进行双轴拉伸。然而，为了控制主链的取向角，需要使拉伸之后的残余应力以及拉伸部分与热处理部分之间的应力差二者最小化。然而，当拉伸比高时，残余收缩应力增加，使得难以将主链的取向角调节至低于17度。
即，重要的是，以最小的拉伸比对基底膜1进行双轴拉伸，只要面内相位差和厚度方向相位差可以保持为前述值即可。因此，基底膜1的在纵向方向上的拉伸比优选地在3.0倍至3.3倍的范围内，以及基底膜1的在宽度方向上的拉伸比优选地在3.0倍至3.6倍的范围内。在基底膜1的在纵向方向上的拉伸比小于3.0的情况下，存在的问题在于，难以控制膜厚度，并且膜的强度低，使得在偏光板的层合期间，膜可能在纵向方向上被撕裂。在纵向方向上的拉伸比超过3.3的情况下，残余收缩应力增加，使得难以将主链的取向角调节至低于17度。此外，在基底膜1的在宽度方向上的拉伸比小于3.0的情况下，存在的问题在于，难以控制膜厚度，使得在偏光板的层合期间，膜可能在宽度方向上被撕裂；而在宽度方向上的拉伸比超过3.6的情况下，残余收缩应力增加，使得难以将主链的取向角调节至低于17度。因此，更有利的是，在以上范围内调节拉伸比以控制主链的取向角。此外，在低的拉伸比如以上拉伸比范围下可以保持聚酯膜的机械特性(强度和伸长率)、耐湿性等。
此外，根据本发明的一个实施方案的涂覆在基底膜1的至少一个表面上的打底层2可以形成在基底膜1的一个表面上，但也可以根据需要形成在基底膜1的两个表面上。在许多情况下，使用粘性剂或粘合剂对偏振器保护聚酯膜进行处理，使得打底层2可以根据需要形成在基底膜1的一个表面或两个表面上。
打底层2可以抑制出现偏振器保护聚酯膜的虹现象。即使当满足基底膜1的前述物理特性时，使用者的眼睛也可能可见可能在随后的过程期间引起的虹斑(反射虹)，使得通过在基底膜1上涂覆打底层2，可以解决虹现象的问题。虹现象(反射虹)是根据基底膜1、打底层2和用于后续处理的树脂的折射率和涂层厚度而对人眼可见的虹斑，并且当在水上存在油层的薄膜时，可以经常观察到虹现象(反射虹)。虹现象由于从用于后续处理的树脂与打底层2之间的界面和打底层2与基底膜1之间的界面反射的反射光的相长干涉和相消干涉而发生。
为了抑制这样的虹现象，根据本发明的一个实施方案的打底层2优选地满足下式4和式5。
[式4]
0.958≤打底层折射率/基底膜折射率(Nx或Ny)≤0.98
[式5]
打底层在550nm的波长下的反射率≤4％
由于虹现象(反射虹)由于各界面处的反射率差所引起的光的干涉而发生，根据本发明的一个实施方案的打底层2满足式4和式5，从而解决虹斑和反射的问题，并改善可见性。
为此，打底层2形成在基底膜1的至少一个或更多个表面上。在这种情况下，打底层2为双粘合层，并且可以包含选自作为粘结剂树脂的水性聚酯共聚物树脂分散体和基于聚氨酯的树脂中的至少一种或更多种主要材料。打底层2可以由水性聚酯共聚物树脂分散体和基于聚氨酯的树脂中的仅任一者而形成，并且可以由包含水性聚酯共聚物树脂分散体和基于聚氨酯的树脂的聚合物树脂形成。
此外，打底层2可以包含有机颗粒或无机颗粒以确保打底层2的运行特性。包含在打底层2中的颗粒的平均粒径可以优选为10nm至500nm。在颗粒的平均粒径超过500nm的情况下，雾度增加；以及在颗粒的平均粒径小于10nm的情况下，表面轮廓减小，使得可能发生粘连并且在膜的卷绕方面可能存在问题，从而引起外观缺陷。
此外，包含在打底层2中的无机颗粒可以包括二氧化硅颗粒和二氧化硅-有机化合物中的至少一者，并且可以具有大于或等于1.5的折射率。在无机颗粒的折射率小于1.5的情况下，打底层2的总折射率降低，从而引起虹现象。
此外，打底层2可以包含选自基于
Figure BDA0003151917260000091
唑啉的固化剂(交联剂)、基于碳二亚胺的固化剂和基于三聚氰胺的固化剂中的至少一者或更多者。特别地，基于
Figure BDA0003151917260000092
唑啉的固化剂可以抑制渗透偏振器保护聚酯膜的水分或者与渗透偏振器保护聚酯膜的水分反应，从而防止当将打底层2涂覆在膜的两个表面上时可能发生的粘连现象。此外，基于三聚氰胺的固化剂与主要材料反应，但是三聚氰胺本身的固化反应可以改善膜的强度，从而防止当将打底层2涂覆在膜的两个表面上时可能发生的粘连现象。
此外，打底层2还可以包含诸如阴离子表面活性剂或消泡剂的添加剂，并且还可以包含除了表面活性剂之外的各种类型的添加剂。
例如，打底层2可以由作为聚酯共聚物树脂和基于聚氨酯的树脂的化合物的粘结剂树脂、通过将基于
Figure BDA0003151917260000093
唑啉的固化剂与环氧类固化剂混合而形成的水性固化剂分散体、以及由水性表面活性剂分散体和水性无机颗粒分散体构成的涂覆液体形成。打底层2可以通过将以上涂覆液体涂覆在基底膜1的一个表面或两个表面上来形成。在这种情况下，打底层2的涂覆厚度优选地在80nm至150nm的范围内。在打底层2的涂覆厚度小于80nm的情况下，在表面处理之后可能观察到反射虹；以及在打底层2的涂覆厚度超过150nm的情况下，存在可能出现反射虹和粘连的问题。
作为主要材料包含在打底层2中的聚氨酯和/或聚酯的固体含量优选地在总涂覆液体的4％至7％的范围内，并且更优选地在4.5％至5.5％的范围内，以确保涂覆厚度和折射率。在固体含量小于4％的情况下，可能无法确保打底层2的涂覆厚度；以及在固体含量超过7％的情况下，出现包括横向斑和纵向斑等的斑，这可能在涂覆打底层2时出现。
此外，通过考虑与主要材料的反应性，包含在打底层2中的固化剂优选地以相对于主要材料含量为100:5至100:50的比率混合在内。在固化剂以相对于主要材料含量小于100:5的比率包含在内的情况下，反应性降低，从而容易引起粘连现象；以及在固化剂以相对于主要材料含量大于100:50的比率包含在内的情况下，根据涂覆液体的PH变化而可能容易出现聚集。特别地，在固化剂为基于碳二亚胺的固化剂的情况下，固化剂与用作主要材料的基于聚氨酯的涂覆液体的反应性高，使得随着固化剂的含量增加，更加可能出现聚集。
根据本发明的一个实施方案的制造偏振器保护聚酯膜的方法包括：第一步骤，通过将聚酯树脂熔融挤出来形成未经拉伸的片；第二步骤，将在第一步骤中形成的未经拉伸的片在纵向方向(MD)上进行单轴拉伸；第三步骤，用通过将固化剂与选自基于聚氨酯的树脂和基于聚酯的树脂中的任一者或通过将所述树脂组合而获得的聚合物共混树脂混合而制备的涂覆液体涂覆在纵向方向上经单轴拉伸的片的至少一个表面，并干燥经涂覆的片；第四步骤，将经涂覆液体涂覆的片在宽度方向(TD)上进行双轴拉伸；以及第五步骤，通过对经拉伸的片进行热定型来形成偏振器保护聚酯膜。
在根据本发明的一个实施方案的制造偏振器保护聚酯膜的方法中，将省略与以上给出的对偏振器保护聚酯膜的描述重叠的部分。
根据本发明的一个实施方案的偏振器保护聚酯膜的总的光透射率优选大于或等于90％，并且更优选大于或等于91％。在总的光透射率小于90％的情况下，显示材料的亮度降低。
根据本发明的一个实施方案的偏振器保护聚酯膜的透射率优选为在370nm的波长下小于或等于1.5％，并且在380nm的波长下小于或等于9％。在透射率在370nm下超过1.5％或在380nm下超过9％的情况下，存在在表面处理之后观察到反射虹的问题。
此外，根据本发明的一个实施方案的偏振器保护聚酯膜的雾度优选小于或等于1.5％，并且更优选小于或等于1％。在雾度超过1.5％的情况下，存在透明度降低的问题，从而使对比度降低。
此外，在根据本发明的一个实施方案的偏振器保护聚酯膜中，基底膜1与打底层2之间的粘合性以及在60℃和90％的高温高湿度条件下500小时基底膜1与打底层2之间的耐湿粘合性优选大于或等于95％。此外，打底层2与用于后续处理的树脂之间的粘合性也优选大于或等于95％。
在下文中，将参照实施例和比较例进一步详细地描述本发明的配置和效果。然而，应当注意，这些实施例是为了更具体地说明本发明而提供，并且不应解释为限制本发明的范围。
[实施例]
[制造例]
用下表2中示出的组成制备包含在打底层中的涂覆液体。
通过将作为粘结剂树脂的包含70重量％的水和30重量％的聚氨酯树脂(H-15，由Cheil Industries Inc.制造)的主要材料1与包含70重量％的水和30重量％的聚酯树脂(TR620K，由Takamatsu Yushi Co.制造)的主要材料2以下表2中示出的比率混合来制备涂覆液体。然后，向20.0重量％的由此制备的作为主要材料的水性树脂分散体中以下表2中示出的组成比添加用于改善耐湿性的包含40重量％的基于
Figure BDA0003151917260000112
唑啉的固化剂(WS500，由Nippon Carbide Industries制造)和60重量％的水的固化剂1以及包含70重量％的基于三聚氰胺的固化剂(PM80，由DIC Corporation制造)和30重量％的水的固化剂2。通过向所制备的液体中添加1.0重量％的包含90重量％的水和10重量％的阴离子表面活性剂的水性表面活性剂分散体、0.5重量％的包含70重量％的二氧化硅颗粒和30重量％的水的水性分散体颗粒涂覆液体以及剩余量的水来制备涂覆液体。
[表2]
涂覆液体的组成
Figure BDA0003151917260000111
Figure BDA0003151917260000121
[实施例1至4]
通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯原材料碎片熔融挤出并在流延辊中制备未经拉伸的片，然后如下表3中所示，将制备的未经拉伸的片进行拉伸和热定型，在实施例1至4中制造基底膜(膜1至膜4)。
[实施例5至19]
在实施例3中的制造基底膜(膜3)的过程中制备未经拉伸的片并将制备的未经拉伸的片在纵向方向上进行单轴拉伸之后，使用金属棒#4将以上表2中示出的各涂覆液体(涂覆液体1至涂覆液体15)涂覆在未经拉伸的片上，并将经涂覆的未经拉伸的片在80℃下干燥并在宽度方向上进行双轴拉伸，以制造如表4中示出的实施例5至19中的偏振器保护聚酯膜。
[比较例1至4]
除了在表3中示出的拉伸条件和热定型温度下制造基底膜之外，以与实施例1相同的方式制造基底膜，并且其结果示为比较例1至4(膜5至膜8)。
[比较例5和6]
在实施例3中的制造基底膜(膜3)的过程中制备未经拉伸的片并将制备的未经拉伸的片在纵向方向上进行单轴拉伸之后，使用金属棒#4将以上表2中示出的各涂覆液体(涂覆液体16和涂覆液体17)涂覆在未经拉伸的片上，并将经涂覆的未经拉伸的片在80℃下干燥并在宽度方向上进行双轴拉伸，以制造如表4中示出的比较例5和6中的偏振器保护聚酯膜。
[表3]
基底膜的组成
类别 MD拉伸比 TD拉伸比 热定型温度(℃) 膜厚度(um)
膜1 3.0 3.1 220 50
膜2 3.1 3.3 210 50
膜3 3.2 3.4 200 50
膜4 3.3 3.6 180 50
膜5 3.1 3.8 210 50
膜6 3.1 4.0 190 50
膜7 3.4 3.3 210 50
膜8 3.4 3.6 190 50
[表4]
实施例和比较例的组成
Figure BDA0003151917260000131
Figure BDA0003151917260000141
在以下实验例中使用实施例1至19和比较例1至6中制造的膜来测量物理特性。并且测量结果示于下表5和6中。
[实验例]
(1)面内相位差(Re)的测量
将经双轴拉伸的膜放置在两个偏光板之间并在正交尼科耳下观察，以在光不泄露的位置附近获得相对于膜宽度方向的角度；通过将该角度的方向限定为Ny并将与其垂直的方向限定为Nx，测量各方向的折射率。使用Abbe折射仪(NAR-3T，由Atago Co.,Ltd.制造)进行折射率的测量，其中利用目镜的偏光功能测量各方向的折射率。通过将所测量的折射率乘以制造的膜的厚度来测量相位差。使用千分尺(VL-50aS，由Mitsutoyo Corporation制造)测量保护膜的厚度。
(2)厚度方向相位差(Rth)的测量
通过与用于测量以上面内相位差的方向相同的设备和方法测量厚度方向相位差(Rth)。利用Nx方向上的厚度方向折射率和Ny方向上的厚度方向折射率的平均值来计算厚度方向折射率(Nz)。
(3)平面取向系数ΔP的测量
通过将用Abbe折射仪测量的折射率值应用到式3来计算平面取向系数ΔP。
(4)主链的取向角的测量
在将样品进行双轴拉伸之后，使用用于测量取向角的设备(SST-4000，由NomuraShoji Co.,Ltd.制造)测量主链结晶体相对于膜的宽度方向的方向。
(5)透射虹斑的检查
通过将制造的膜放置在两个偏光板之间，检查虹斑的出现。在这种情况下，通过将面向样品的前部分的角度限定为0°，用肉眼以-90°至90°的角度直接观察膜。
(6)反射率的测量
使用UV可见仪器(UV-3600，由Shimadzu Corporation制造)来测量在可见光范围内的波长下的反射率。首先，为了促进光的反射，将有色胶带(例如，黑色绝缘胶带等)附接至用于测量反射率的表面的相反表面，并使用该仪器测量在300nm至800nm的波长下的反射率。然后，检查在550nm下的反射率。
(7)打底层和基底膜的折射率的测量
在用以上实施例5至19以及比较例5和6中制备的涂覆液体涂覆硅基底并在120℃下干燥之后，使用椭偏仪(ELLi-SE-aM12，由Ellipso technology Co.Ltd制造)测量仅经涂覆的层的折射率。基于该测量，计算打底层与基底膜之间的折射率比(Nx和Ny的平均值)。
(8)反射虹的测量
将硬涂覆液体涂覆在实施例1至19和比较例1至6中制造的膜上，并将膜进行UV固化。用肉眼检查经固化的膜上的反射虹的出现。
(9)粘合性的测量
使用切割装置形成切割线，并在10×10矩阵中布置2mm×2mm的正方形。在将玻璃纸胶带(宽度为24mm的No.405，由Nichiban Company,Ltd.制造)附接至具有切割线的膜之后，用绒布摩擦胶带以使其牢固地附接至膜，并垂直地牵拉胶带。目视观察残留在打底层中的树脂层的面积，并使用下式6计算粘合性。
[式6]
Figure BDA0003151917260000151
[表5]
Figure BDA0003151917260000161
(O：良好，Δ：略微可见；X：强烈可见)[表6]
Figure BDA0003151917260000162
Figure BDA0003151917260000171
(O：未看见，Δ：略微可见；X：强烈可见)
以上实施例1至4和比较例1至4中的基底膜是在未形成打底层的情况下制造的膜，其中实施例1至4中制造的基底膜满足纵向方向的拉伸比和宽度方向的拉伸比；而比较例1至4中制造的基底膜不满足拉伸比。
如可以在以上表5中看出，实施例1至4满足表1中的面内相位差(Re)的物理特性值，其小于或等于500nm，并且没有观察到由透射虹引起的虹斑。
相比之下，在比较例1和2中，面内相位差(Re)的物理特性值超过500nm，并且平面取向系数超过0.164，使得出现由透射虹引起的虹斑。此外，同样在比较例3和4中，平面取向系数超过0.164，使得出现由透射虹引起的虹斑。
在实施例5至19以及比较例5和6中，将膜3用作基底膜，但是打底层由不同的涂覆液体形成。
如可以在以上表6中看出，根据本发明的实施例5至19满足基底膜的拉伸比，满足涂覆液体中的主要材料的固体含量在4％在7％的范围内，以及满足主要材料与固化剂的重量比为100:5至100:50。此外，实施例5至19满足式5的反射率小于或等于4％，式4的折射率比为0.958至0.98，以及粘合性大于或等于95％。此外，在实施例5至19中，没有出现由反射虹引起的虹斑。
相比之下，对于比较例5，涂覆液体中的主要材料的固体含量为2％(小于4％)，以及主要材料与固化剂的重量比为100:1，因此不满足100:5至100:50的重量比。此外，在比较例5中，反射率为5.8％，不满足式5的小于或等于4％的反射率；折射率比为0.914，不满足式4中的0.958至0.98的折射率比；以及粘合性为85％，因此不满足大于或等于95％的粘合性。此外，在比较例5中，出现由反射虹引起的虹斑。
此外，对于比较例6，涂覆液体中的主要材料的固体含量为10％(大于7％)，以及主要材料与固化剂的重量比为100:75，因此不满足100:5至100:50的重量比。此外，在比较例6中，折射率比为0.99，不满足式4中的0.958至0.98的折射率比；粘合性为90％，因此不满足大于或等于95％的粘合性；以及出现由反射虹引起的虹斑。
从比较例5和6中可以看出，即使比较例5和6中制造的基底膜满足本发明所需的物理特性，所述膜也不满足打底层所需的物理特性，从而在制造的偏振器保护聚酯膜中引起问题。
如上所述，与满足上述所需条件的实施例5至19中制造的偏振器保护聚酯膜不同，比较例5和6中制造的膜不满足所有所需的条件，使得观察到由反射虹引起的虹斑的出现，并且比较例5和6中制造的膜不满足反射率和折射率比的条件，并且在粘合性方面具有问题。
如上所述，在根据本发明的一个实施方案的偏振器保护聚酯膜中，使硬涂覆之后的虹现象最小化，从而提高后续过程中的生产率。此外，可以改善透射虹的问题，使得膜可以用作偏振器保护膜。此外，偏振器保护聚酯膜具有优异的光学特性，使得该膜可以广泛地用作用于保护液晶显示器等的抗反射膜和保护膜。
虽然以上已经详细地描述了本发明的优选的实施方案，但是应当理解，本发明不受所示出的实施方案约束和限制，并且本领域技术人员可以在所附权利要求中提出的本发明的构思内以各种形式修改和改进。

Claims (11)

1.一种偏振器保护聚酯膜，包括：
聚酯基底膜，所述基底膜是至少经单轴拉伸的；和
打底层，所述打底层形成在所述基底膜的至少一个表面上并且包含固化剂以及选自基于聚氨酯的树脂和基于聚酯的树脂中的至少一种树脂，
其中所述打底层的所述基于聚氨酯的树脂或所述基于聚酯的树脂的固体含量在总涂覆液体的4重量％至7重量％的范围内，以及在所述打底层中的所述基于聚氨酯的树脂或所述基于聚酯的树脂与所包含的所述固化剂的重量比率为100:5至100:50，
其中所述聚酯基底膜在纵向方向上的拉伸比在3.0倍至3.3倍的范围内，以及所述聚酯基底膜在宽度方向上的拉伸比在3.0倍至3.6倍的范围内，
其中所述聚酯基底膜的平面取向系数(ΔP)为0.164或更小，
其中所述聚酯基底膜中的结晶区域的主链的取向角为17度或更小，以及
其中所述聚酯基底膜的平面取向系数ΔP表示膜的取向程度，并且由下式3限定，
[式3]
ΔP＝(Nx+Ny)/2-Nz，
在式3中，Nx表示在所述膜的在纵向方向上的折射率、或与在正交尼科耳下观察偏振器时光不泄漏的轴垂直的方向上的折射率，Ny表示在所述膜的在宽度方向上的折射率、或在正交尼科耳下观察偏振器时光不泄漏的轴的方向上的折射率，以及Nz表示所述膜的在厚度方向上的折射率。
2.根据权利要求1所述的偏振器保护聚酯膜，其中所述固化剂为选自基于
Figure FDA0003902110340000011
唑啉的固化剂、基于碳二亚胺的固化剂和基于三聚氰胺的固化剂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的偏振器保护聚酯膜，其中所述打底层的所述基于聚氨酯的树脂或所述基于聚酯的树脂的固体含量在所述总涂覆液体的4.5重量％至5.5重量％的范围内。
4.根据权利要求1所述的偏振器保护聚酯膜，其中所述打底层在550nm波长下的反射率为4％或更小。
5.根据权利要求1所述的偏振器保护聚酯膜，其中所述聚酯基底膜具有500nm或更小的面内相位差(Re)以及8000nm或更大的厚度方向相位差(Rth)。
6.根据权利要求1所述的偏振器保护聚酯膜，其中所述打底层与所述基底膜之间的折射率比满足下式4，
其中[式4]
0.958≤打底层折射率/基底膜折射率≤0.98。
7.根据权利要求1所述的偏振器保护聚酯膜，其中所述打底层还包含阴离子表面活性剂和平均粒径为10nm至500nm的颗粒。
8.根据权利要求1所述的偏振器保护聚酯膜，其中在60℃和90％的高温高湿度条件下500小时所述基底膜与所述打底层之间的耐湿粘合性大于或等于95％。
9.一种制造偏振器保护聚酯膜的方法，所述方法包括：
第一步骤，通过将聚酯树脂熔融挤出来形成未经拉伸的片，即，聚酯基底膜；
第二步骤，将在所述第一步骤中形成的所述未经拉伸的片在纵向方向(MD)上进行单轴拉伸；
第三步骤，用通过将固化剂与选自基于聚氨酯的树脂和基于聚酯的树脂中的至少一者混合而制备的涂覆液体涂覆在所述第二步骤中在所述纵向方向上经单轴拉伸的所述片的至少一个表面以形成打底层，并将经涂覆的片干燥；
第四步骤，将在所述第三步骤中用所述涂覆液体涂覆的所述片在宽度方向(TD)上进行双轴拉伸；以及
第五步骤，通过对在所述第四步骤中经拉伸的所述片进行热定型来形成偏振器保护聚酯膜，
其中所述打底层的所述基于聚氨酯的树脂或所述基于聚酯的树脂的固体含量在总涂覆液体的4重量％至7重量％的范围内，以及在所述打底层中的所述基于聚氨酯的树脂或所述基于聚酯的树脂与所包含的所述固化剂的重量比率为100:5至100:50，
其中所述聚酯基底膜在纵向方向上的拉伸比在3.0倍至3.3倍的范围内，以及所述聚酯基底膜在宽度方向上的拉伸比在3.0倍至3.6倍的范围内，
其中所述聚酯基底膜的平面取向系数(ΔP)为0.164或更小，
其中所述聚酯基底膜中的结晶区域的主链的取向角为17度或更小，以及
其中所述聚酯基底膜的平面取向系数ΔP表示膜的取向程度，并且由下式3限定，
[式3]
ΔP＝(Nx+Ny)/2-Nz，
在式3中，Nx表示在所述膜的在纵向方向上的折射率、或与在正交尼科耳下观察偏振器时光不泄漏的轴垂直的方向上的折射率，Ny表示在所述膜的在宽度方向上的折射率、或在正交尼科耳下观察偏振器时光不泄漏的轴的方向上的折射率，以及Nz表示所述膜的在厚度方向上的折射率。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第五步骤的热定型温度在180℃至220℃的范围内。
11.一种偏光板，包括偏振器，所述偏振器的至少一个表面具有根据权利要求1至8中任一项所述的偏振器保护聚酯膜。
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