CN114196152A - 光学膜和包含该光学膜的液晶显示设备 - Google Patents

光学膜和包含该光学膜的液晶显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明实施方式涉及一种光学膜和包含该光学膜的液晶显示设备。更具体地，本发明实施方式涉及一种光学膜，由于该光学膜包括具有低的面内延迟量和低的厚度方向延迟量的基层，并且由于该基层具有适当的表面张力水平，其还具有优异的粘合性，因此，该光学膜具有优异的光学特性并且没有偏振不均匀。本发明实施方式还涉及该光学膜的制备方法，以及包含该光学膜的液晶显示设备。

Description

光学膜和包含该光学膜的液晶显示设备
相关申请
本申请是申请号为201811198688.3，发明名称为《光学膜和包含该光学膜的液晶显示设备》的中国申请的分案申请，该申请的申请日为2018年10月15日，其要求了在韩国专利局的申请日2017年10月17日为优先权日。
技术领域
本发明实施方式涉及一种光学膜和包含该光学膜的液晶显示设备。更具体地，本发明实施方式涉及一种光学膜，由于该光学膜包括具有低的面内延迟量和低的厚度方向延迟量的基层，并且由于该基层具有适当的表面张力水平，其还具有优异的粘合性，因此，该光学膜具有优异的光学特性并且没有偏振不均匀。本发明实施方式还涉及该光学膜的制备方法，以及包含该光学膜的液晶显示设备。
背景技术
信息时代的到来促进了包括液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、电泳显示器(ELD)等各种显示设备的开发和商业化。室内使用的显示设备的尺寸变大并且厚度变薄，室外使用的便携式显示设备的尺寸变得小型化、轻量化。各种光学膜已被用于进一步增强这些显示器的功能。
通常，在偏光板中，保护膜附着到由聚乙烯醇制成的偏光片的一侧或两侧，以保护偏光片。聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜已用作偏光片的这种保护膜。但是，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜存在随着拉伸比增加其各向异性增加的问题。
作为上述的替代方案，已经广泛使用具有高透射率、光学各向同性、无表面缺陷等特性的三乙酰纤维素(TAC)膜。具体地，专利号为1222363的韩国专利公开了一种用于改善偏光板卷曲的膜，其主要成分是纤维素酯，并且该膜具有30nm至300nm的面内延迟量和80nm至400nm的厚度方向延迟量。
然而，三乙酰纤维素膜的缺点在于它们昂贵、来源不广泛、并且易受潮湿影响。因此，已经开发了能够替代三乙酰纤维素膜的各种材料的偏光片保护膜。例如，可单独或组合使用的环烯烃聚合物(COP)、丙烯酸树脂、聚酯树脂等。
发明内容
技术问题
丙烯酸膜可以被认为是三乙酰纤维素膜的替代品。但由于其脆性特性，它们在可加工性方面是不佳的。为解决该问题，如果丙烯酸树脂是通过其它共聚单体的共聚合来制备的，则存在制造成本增加的问题。
因此，本发明一个实施方式旨在提供一种光学膜，其具有低的面内延迟量和低的厚度方向延迟量，从而不会发生偏振不均匀，弥补了脆性丙烯酸树脂的缺点；并且由于适当的表面特性，光学膜在层压结构中具有优异的界面粘合性。
解决问题的手段
根据本发明一个实施方式，提供了一种光学膜，其包含基层，所述基层包含重量比为1:9至1:99的氟基树脂和丙烯酸树脂，其中，所述基层的面内延迟量(Ro)为10nm以下，厚度方向延迟量(Rth)为50nm以下，表面张力为40达因/厘米至60达因/厘米。
根据本发明另一个实施方式，提供一种光学膜的制备方法，其包括：(1)熔融挤出包含氟基树脂和丙烯酸树脂的树脂组合物，制得未拉伸的片材；(2)将所述未拉伸的片材在纵向上拉伸2至3倍，在横向上拉伸3至4倍，制得拉伸膜；(3)将所述拉伸膜热定型，制得基层；其中，所述树脂组合物包含重量比为1:9至1:99的氟基树脂和丙烯酸树脂，所述基层的面内延迟量(Ro)为10nm以下，厚度方向延迟量(Rth)为50nm以下，表面张力为40达因/厘米至60达因/厘米。
根据本发明又一实施方式，提供一种液晶显示设备，其包括背光单元和液晶面板，其中，所述液晶面板依次包括上偏光板、液晶盒和下偏光板，所述上偏光板和所述下偏光板各自包括偏光片、设置在偏光片两侧的用于偏光片的保护膜，并且至少一个用于偏光片的保护膜为上述实施方式的光学膜。
本发明的有益效果
由于脆性丙烯酸树脂的缺点得到弥补，本发明实施方式的光学膜具有优异的可加工性，且具有低的面内延迟量和低的厚度方向延迟量，从而不会发生偏振不均匀，并且具有适当的表面张力水平，使附加层易于层压或涂覆在所述光学膜表面上。
另外，包括本发明实施方式的光学膜的液晶显示设备可以使用除白色LED之外的各种光源。
附图说明
图1和2各自为本发明实施方式的一光学膜的横截面图；
图3是本发明实施方式的一液晶显示设备的横截面图；
图4是表示实施例1的光学膜、TAC膜和COP膜的面内延迟量相对于光入射角的变化曲线图；
图5和6是评价实施例1和比较例1的光学膜的偏振不均匀的结果。
<附图标记的说明>
100：光学膜
101：基层
102,103：底涂层
A：液晶显示设备
10：液晶面板
20：背光单元
100-1,100-2,100-3和100-4：用于偏光片的保护膜
110,120：偏光片
130：液晶盒
具体实施方式
在整个实施方式的描述中，在提及每个膜、薄膜、板或层形成在另一个膜、薄膜、板或层的之“上”或之“下”的情况下，它不仅指一个元件是直接形成在另一个元件之上或之下，还指一个元件间接地形成在另一个元件之上或之下且其他一个或多个元件插入在它们之间。而且，关于每个元件的术语之“上”或之“下”可以参考附图。为了描述，附图中的各个元件的尺寸可能被夸大地描绘，并不表示实际尺寸。
光学膜
根据一个实施方式的光学膜包含基层，所述基层包含重量比为1:9至1:99的氟基树脂和丙烯酸树脂，其中，所述基层的面内延迟量(Ro)为10nm以下，厚度方向延迟量(Rth)为50nm以下，表面张力为40达因/厘米至60达因/厘米。
基层包含通过混合氟基树脂和丙烯酸树脂获得的混合树脂。因此，由于其脆性特性，丙烯酸树脂具有的负双折射和可加工性差的缺点可以通过具有正双折射和低硬度的氟基树脂来弥补。因此，基层具有优异的可加工性并且具有低的面内延迟量和低的厚度方向延迟量，从而不会观察到偏振不均匀。
基层包含重量比为1:9至1:99的氟基树脂和丙烯酸树脂。具体地，所述基层可包含重量比为1:9至1:20、1:10至1:20或1:15至1:20的氟基树脂和丙烯酸树脂。如果氟基树脂和丙烯酸树脂的混合比在上述范围内，则可以防止可能由丙烯酸树脂的脆性特性引起的可加工性差问题，并且基层可以具有适当的光学膜延迟水平。
所述基层可以具有100μm以下的厚度。具体地，所述基层可以具有20μm至80μm的厚度。
氟基树脂
氟基树脂可以是含氟的聚合物。具体地，氟基树脂可以是选自由乙烯-四氟乙烯(ETFE)共聚物、聚偏二氟乙烯(PVDF)均聚物或共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯(FEP)共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯(THV)共聚物和聚三氟氯乙烯(PCTFE或PTFCE)共聚物组成的群中的至少一种。
更具体地，氟基树脂可以是选自由乙烯-四氟乙烯(ETFE)共聚物、聚偏二氟乙烯(PVDF)均聚物或共聚物和四氟乙烯-六氟丙烯(FEP)共聚物组成的群中的至少一种。更具体地，氟基树脂可以是聚偏二氟乙烯(PVDF)均聚物或共聚物。
在聚偏二氟乙烯(PVDF)是共聚物树脂的情况下，偏二氟乙烯(VF2)和共聚单体可以以50:50至99:1的重量比共聚。
共聚单体可以是氟化单体。具体地，共聚单体可以是选自由氟乙烯、三氟乙烯(VF3)、三氟氯乙烯(CTFE)、1,2-二氟乙烯、四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、全氟(烷基乙烯基)醚(如全氟(甲基乙烯基)醚(PMVE)、全氟(乙基乙烯基)醚(PEVE)和全氟(丙基乙烯基)醚(PPVE))、全氟(1,3-二氧杂环戊烯)和全氟(2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯)(PDD)组成的群中的至少一种。更具体地，共聚单体可以是选自由三氟氯乙烯(CTFE)、六氟丙烯(HFP)、三氟乙烯(VF3)和四氟乙烯(TFE)组成的群中的至少一种。
通过毛细管流量计在剪切速率为100s-1和230℃的条件下测量得到氟基树脂的粘度可以为100至2500Pa·s，具体地，粘度可以为500至2000Pa·s，这样的粘度适合挤出和注塑成型。
另外，氟基树脂的重均分子量可以为50000克/摩尔至250000克/摩尔、100000克/摩尔至250000克/摩尔，或200000克/摩尔至240000克/摩尔。
此外，氟基树脂在230℃下的熔融指数(MI)可以为5g/10min至20g/10min或5g/10min至10g/min。
此外，氟基树脂可具有-40℃至-20℃或-37℃至-28℃的玻璃化转变温度。
基于氟基树脂和丙烯酸树脂的混合树脂总重量，氟基树脂的用量可以为1重量％至10重量％、2重量％至8重量％或3重量％至7重量％。
丙烯酸树脂
丙烯酸树脂可以是均聚物。均聚物可具有至少一个取代基。或相反，均聚物可能没有取代基。
具体地，丙烯酸树脂可以是聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)树脂、聚((甲基)丙烯酸乙酯)树脂、聚((甲基)丙烯酸丙酯)树脂、聚((甲基)丙烯酸丁酯)树脂或聚((甲基)丙烯酸戊酯)，其各自可具有至少一个取代基。在本文中，术语“(甲基)丙烯酸酯”是指“甲基丙烯酸酯”或“丙烯酸酯”。
更具体地，丙烯酸树脂可以是聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)树脂。PMMA树脂可以具有至少一个取代基。或相反，PMMA树脂可能没有取代基。
例如，取代基可以是官能团，但没有特别限制。
丙烯酸树脂在230℃的熔融指数(MI)可为1g/10min至20g/10min、1g/10min至10g/10min或1g/10min至5g/10min。
丙烯酸树脂的软化点可以为100℃或更高。具体地，丙烯酸树脂可具有100℃至120℃、105℃至120℃或105℃至113℃的软化点。
基于氟基树脂和丙烯酸树脂的混合树脂总重量，丙烯酸树脂的用量可以为90重量％至99重量％、92重量％至98重量％或93重量％至97重量％。
延迟
基层的面内延迟量(in-plane retardation)(Ro)为10nm以下，厚度方向延迟量(thickness direction retardation)(Rth)为50nm以下。
例如，基层的厚度方向延迟量(Rth)和面内延迟量(Ro)可以分别为0以上，其中Rth/Ro的比率可以是0.1至40、0.1至10、0.4至10或0.4至5。
另外，基层的面内延迟量(Ro)可以为0.1nm至10nm、0.5nm至4nm或0.5nm至3.5nm，并且厚度方向延迟量(Rth)可以为1nm至40nm、1nm至20nm、1nm至10nm，或1nm至5nm。
作为示例，基层的面内延迟量(Ro)可以为0.1nm至10nm，厚度方向延迟量(Rth)可以为1nm至40nm，其中Rth/Ro的比率可以是0.1至40。
面内延迟量(Ro)是这样的参数，其被定义为膜上的两个相互垂直的轴的折射率的各向异性(Δnxy＝|nx-ny|)与膜厚度d(nm)的乘积，其是光学各向同性和各向异性的量度。这里，折射率可以是波长为550nm下的值。例如，面内延迟量(Ro)可以由以下等式1定义。
[等式1]
Ro＝(nx–ny)×d。
在上面的等式中，nx是膜平面中x轴方向的折射率，ny是膜平面中垂直于x轴的y轴方向上的折射率，d是膜的厚度(nm)。
在光入射角为-50°至50°的条件下，基层的面内延迟量(Ro)可以为3nm以下。具体地，在光入射角为-50°至50°的条件下，基层的面内延迟量(Ro)可以为0nm至3nm。此外，在光入射角为-50°至50°的条件下，基层的面内延迟量(Ro)的最大值和最小值之间的差可以为1.5以下。具体地，在-50°至50°的光入射角的条件下，基层的面内延迟量(Ro)的最大值和最小值之间的差可以为1.1以下。
厚度方向延迟是这样的参数，其被定义为膜厚方向上的横截面上的两个双折射Δnxz(＝|nx-nz|)和Δnyz(＝|ny-nz|)的平均值与膜厚度d(nm)的乘积。这里，折射率可以是波长为550nm下的值。例如，厚度方向延迟量(Rth)可以由以下等式2定义。
[等式2]
Rth＝{(nx+ny)/2–nz}×d
在上面的等式中，nx是膜平面中x轴方向上的折射率，ny是膜平面中垂直于的x轴的y轴方向上的折射率，nz是膜厚度方向的折射率，d是膜厚度(nm)。
基层的厚度方向延迟量与厚度的比率(Rth/厚度)可以为0至0.005。具体地，基层的Rth/厚度可以为0至0.001、1×10-5至1×10-3、1×10-5至5×10-4或1×10-5至2×10-4。
平面取向度(degree of planar orientation)定义为通过将厚度方向延迟量(Rth)(nm)除以其厚度(nm)而获得的值。例如，平面取向度可以是等于厚度方向折射率(nz)与550nm波长下的平面折射率的平均值((nx+ny)/2)之间的差值。
其他特性
基层的表面张力为40达因/厘米至60达因/厘米。如果基层具有在上述范围内的表面张力，则可以容易地在其表面上层压或涂覆诸如底涂层的附加层。
在150℃下热处理3小时后，基层的雾度可以为0.1％至1％。具体地，在150℃下热处理3小时后，基层可具有0.1％至0.9％或0.1％至0.8％的雾度。在这种情况下，可以在将基层切割成5cm×5cm×33μm(宽×长×厚)的尺寸并在150℃下热处理3小时后测量雾度。
在85℃下处理24小时后，基层在纵向和横向上的收缩率可分别为1％以下。具体地，分别在85℃下处理24小时后，基层在纵向和横向上的收缩率可以为0.5％以下、0.01％至1％、0.01％至0.9％、0.05％至1％或0.05％至0.9％。如果热处理后的收缩率在上述范围内，则可以通过在制备偏光板之后防止在制造单元时单元翘曲来防止漏光等。
附加层
光学膜可以是由基层构成的单层，或者可以具有多层结构，该多层结构包括在基层的至少一侧上的附加层。
在一个实施方式中，光学膜还可包括在基层的至少一侧上的底涂层。
对底涂层没有特别限制，只要其可以应用于光学膜即可。例如，底涂层可包含选自由聚酯、聚氨酯和聚丙烯酸酯树脂组成的群中的至少一种。具体地，底涂层可包含聚酯树脂或聚氨酯树脂。
底涂层的厚度可以为50nm至100nm或60nm至80nm。
根据一个实施方式的光学膜的结构示于图1和2中。
参照图1，光学膜(100)可包括基层(101)和位于基层一侧的底涂层(102)。
参照图2，光学膜(100)可包括基层(101)和位于基层两侧的底涂层(102,103)。
光学膜可以用作偏光片的保护膜。
由于光学膜满足上述物理性质，因此当从上方和倾斜方向观察膜时或者当多个膜叠加时，不会发生偏振不均匀，并且可以容易地在光学膜表面上层压或涂覆附加层。因此，由于光学膜具有改善的光学特性和可加工性，因此它可有利地用于制造偏光板。
液晶显示设备
根据一个实施方式，液晶显示设备包括背光单元和液晶面板，其中液晶面板依次包括上偏光板、液晶盒和下偏光板，上偏光板和下偏光板各自包括偏光片和设置在偏光片两侧的用于偏光片的保护膜，并且至少一个用于偏光片的保护膜为上述实施方式的光学膜。
根据一个实施方式的液晶显示设备如图3所示。
参照图3，液晶显示设备(A)包括液晶面板(10)和背光单元(20)。液晶面板(10)包括上偏光板、液晶盒(130)和下偏光板，该上偏光板包括偏光片(110)和设置在偏光片两侧的用于偏光片的保护膜(100-1和100-2)；下偏光板包括偏光片(120)和依次设置在偏光片的两侧的用于偏光片的保护膜(100-3和100-4)。
上偏光板和下偏光板的各个偏光片(110,120)可以是已经用碘等染色的聚乙烯醇(PVA)层。在这种情况下，聚乙烯醇层中包含的聚乙烯醇分子可以沿一个方向排列。
另外，上偏光板和下偏光板的各个保护膜可以是根据如上所述的实施方式的光学膜。即，光学膜可以设置在以下的至少一个位置：上偏光板的上侧(第一位置，100-1)；在上偏光板和液晶盒之间(第二位置，100-2)；液晶盒和下偏光板之间(第三位置，100-3)；和下偏光板的下侧(第四位置，100-4)。
通常，当将一种类型的膜应用于选自第一位置到第四位置的多个位置时，由于膜的叠加引起的膜的特征变化，光学特性可能劣化。在这方面，根据该实施方式的光学膜具有即使当其应用于选自第一位置至第四位置的多个位置时也可实现优异的光学特性的优点，这是因为其包含满足上述物理性质的基层。
如上所述，光学膜可以是由基层构成的单层，或者可以具有在基层的至少一侧上包含底涂层的多层结构。
在液晶显示设备的一个实施方式中，光学膜(100)可以用作偏光片的保护膜(100-1至100-4)。在这种情况下，可以这样设置光学膜，使得底涂层(102和103)插入在基层(101)和偏光片(110和120)之间。
如果基层(101)的表面张力符合上述范围，底涂层(102和103)符合上述材料，并且偏光片(11)是碘等染色的聚乙烯醇(PVA)层，可以提高各界面之间的粘合性，同时可以确保优异的光学特性。
本实施方式的液晶显示设备不限于上述结构，并且可以根据需要进行各种修改。
光学膜的制备方法
根据一个实施方式，一种光学膜的制备方法，其包括：(1)熔融挤出包含氟基树脂和丙烯酸树脂的树脂组合物，制得未拉伸的片材；(2)将未拉伸的片材在纵向上拉伸2至3倍，在横向上拉伸3至4倍，制得拉伸膜；(3)将拉伸膜热定型，制得基层；其中，树脂组合物包含重量比为1:9至1:99的氟基树脂和丙烯酸树脂，基层的面内延迟量(Ro)为10nm以下，厚度方向延迟量(Rth)为50nm以下，表面张力为40达因/厘米至60达因/厘米。
步骤(1)
在该步骤中，将包含氟基树脂和丙烯酸树脂的树脂组合物熔融挤出，制得未拉伸的片材。
氟基树脂和丙烯酸树脂如光学膜方面所定义。
树脂组合物包含重量比为1:9至1:99的氟基树脂和丙烯酸树脂。具体地，树脂组合物可包含重量比为1:9至1:20、1:10至1:20或1:15至1:20的氟基树脂和丙烯酸树脂。如果氟基树脂和丙烯酸树脂的混合比在上述范围内，由于氟基树脂的正双折射，则可以产生防止可能由丙烯酸树脂的脆性特性引起的可加工性差和防止延迟降低的效果。
树脂组合物可具有无定形(即非结晶)特性。另外，熔融挤出可以在200℃至240℃下进行，丙烯酸树脂的熔融温度属于该温度范围内。如果熔融挤出在上述温度范围内进行，则树脂可以容易地熔融，并且可以适当地保持挤出物的粘度。
步骤(2)
在该步骤中，将未拉伸的片材在纵向上拉伸2至3倍并在横向上拉伸3至4倍，制得拉伸膜。
可以进行拉伸使得横向拉伸与纵向拉伸的比率为1.1至1.5:1。具体地，可以进行拉伸使得横向拉伸与纵向拉伸的比率为1.15至1.5:1、1.15至1.45:1或1.2至1.45:1。
另外，拉伸可包括：(2-1)在50℃至110℃或50℃至70℃下预热未拉伸的片材，同时将片材以5m/min至10m/min的速度移动；(2-2)将预热的未拉伸的片材在100℃至120℃下纵向拉伸，同时将片材以10m/min至20m/min的速度移动；和(2-3)将已被纵向拉伸的片材在120℃至140℃下横向拉伸，同时将片材以10m/min至20m/min的速度移动。
更具体地，拉伸可包括：(2-1)在50℃至70℃下预热未拉伸的片材，同时将片材以5m/min至10m/min的速度移动；(2-2)用远红外辐射加热器(R/H)在600℃至650℃下热处理预热的未拉伸的片材，并在100℃至120℃下将片材纵向拉伸2.3至3.0倍，同时片材以10m/min至20m/min的速度移动；和(2-3)在120℃至140℃下将已被纵向拉伸的片材横向拉伸3.0至3.8倍，同时将片材以10m/min至20m/min的速度移动。
同时，拉伸可以通过将底涂组合物施加到已被纵向拉伸的片材上以形成包含底涂层的拉伸膜来进行。具体地，拉伸可以通过如下进行：将底涂组合物以厚度为150nm至300nm施加到已被纵向拉伸的片材上，干燥该片材，然后横向拉伸该片材以产生包含底涂层的拉伸膜。可以适当地调节底涂组合物的涂布厚度，使得最终底涂层的厚度为60nm至80nm。
步骤(3)
在该步骤中，将拉伸膜热定型，制得基层。
热定型可以在150℃至170℃下进行1至2分钟。具体地，热定型可以在150℃至165℃下进行1至2分钟。如果热定型温度在上述范围内，则更有利地制备具有在实施方式中所需范围内的面内延迟量和厚度方向延迟量的基层。
基层的厚度可以为100μm以下。具体地，基层的厚度可以为20μm至80μm。
同时，光学膜的制备方法还可包括在基层的至少一侧上形成底涂层。
底涂层的形成没有特别限制，只要它是层压底涂层的常规方法即可。例如，底涂层可以通过诸如涂布、层压片材、丝网印刷等方法形成。
在一个实施方式中，底涂层可以通过在线涂布的方法形成。具体地，底涂层可以在上述步骤(2)的拉伸未拉伸片材期间通过在线涂布方法形成。
更具体地，在上述步骤(2)中，将底涂组合物施加到已被纵向拉伸片材的至少一测上，然后横向拉伸片材并干燥，制成包含底涂层的拉伸片材。
底涂组合物可包含选自由聚氨酯树脂、聚酯树脂，聚丙烯酸酯树脂及其组合组成的群中的至少一种树脂和水。在这种情况下，基于组合物的总重量，底涂组合物可具有5重量％至10重量％的固体含量，其中固体含量可以是如上所述的树脂含量。如果底涂组合物的固体含量在上述范围内，则可以确保底涂组合物的可涂布性和可加工性。
考虑到底涂组合物的固体含量、最终底涂层的目标厚度和片材横向的拉伸比，可以适当地选择底涂组合物的涂布厚度。例如，底涂组合物的涂布厚度可以通过以下等式3确定。这里，固体含量可以是基于底涂组合物的总重量的重量百分比值。
[等式3]
底涂组合物的涂布厚度(nm)＝最终底涂层的厚度(nm)×横向拉伸比×100(重量％)/固体含量(重量％)
实施例
以下，通过以下实施例详细说明本发明。但是以下实施例旨在进一步说明本发明。本发明的范围不仅限于此。
实施例和比较例中使用的原料如下。
-PMMA：聚(甲基丙烯酸甲酯)，在230℃下的熔融指数(MI)为2.3g/10min，软化点为109℃(制造商：LGMMA，商品名：IH830)。
-PVDF：具有100％(摩尔)二氟乙烯的聚偏二氟乙烯，重均分子量为224000克/摩尔，在230℃下的熔融指数(MI)为5.9g/10min，玻璃化转变温度为-32℃(制造商：Solvay，商品名：solef1008)。
实施例1
将PMMA在90℃下干燥6小时，然后在螺带混合机中将95重量％的PMMA与5重量％的PVDF充分混合，得到混合树脂。将混合树脂在230℃下通过挤出机熔融挤出，然后在25℃的流延辊上冷却，制得未拉伸的片材。将未拉伸的片材在60℃下预热，同时以5m/min的速度移动。将预热后的片材在纵向(MD)上拉伸2.5倍，同时用辐射加热器(R/H)在片材上侧以650℃和下侧以600℃进行热处理，并将片材以13m/min的速度移动，得到基层。在纵向拉伸步骤结束时，将底涂组合物施加到基层的两侧，并在150℃下干燥2分钟以形成底涂层。其中通过混合5重量％的聚氨酯树脂(制造商：DKS，商品名：SUPERFLEX 210)和95重量％的水来制备底涂组合物。此后，将膜在127℃下在横向(TD)上拉伸3.0倍，同时以13m/min的速度移动，然后将其在150℃的温度下热定型80秒。结果，制得光学膜，光学膜中，在厚度为33.8μm的基层上层压有厚度为80nm的底涂层。
实施例2至9和比较例1至4
除了按照下表1所示改变PMMA与PVDF的重量比、纵向(MD)和横向(TD)的拉伸比、拉伸温度、拉伸速度、热定型温度或基层的厚度之外，以与实施例1相同的方式制备光学膜。
[表1]
Figure BDA0003421788390000081
[表2]
Figure BDA0003421788390000082
Figure BDA0003421788390000091
测试实例：性能测量
以与实施例1至9和比较例1至4相同的方式制备的光学膜的基层的各自评价如下。结果显示在下面的表3和4和图4至6中。
(1)面内延迟量(Ro)
将膜各自在膜的横向上切成4cm×2cm大小的矩形，而不管膜的取向轴方向如何，将其用作测量样品。使用阿贝折射计(Atago有限公司的NAR-4T；测量波长为550nm)测量样品在两个相互垂直的方向上的折射率(nx和ny)和在厚度方向上的折射率(nz)。将两个正交方向上的折射率差的绝对值(|nx-ny|)称为折射率的各向异性(△nxy)。用电子测微计(Millonron1245D，购自Feinpruf GmbH)测量膜的厚度d(nm)，将其转换为nm单位。面内延迟量(Ro)被确定为折射率的各向异性(△nxy)和膜的厚度d(nm)的乘积(△nxy×d)。
(2)厚度方向延迟量(Rth)
以与上述测量面内延迟量相同的方式测量每个膜的折射率nx、ny和nz以及厚度d(nm)。计算(△nxz×d)和(△nyz×d)的平均值以确定厚度方向延迟量(Rth)。
(3)雾度
将膜各自切成5cm×5cm的尺寸，并在150℃的烘箱中热处理3小时。使用雾度测量仪器(NDH-5000W，Nippon Denkoku Kogyo)测量热处理后的雾度(haze)。
(4)相对于光入射角的变化，面内延迟量的变化
除了调节照射光的入射角之外，以与上述第(1)节中相同的方式测量每个膜的面内延迟量。使用TAC膜(制造商：Fuji，商品名：n-tac，厚度：40μm)和COP膜(制造商：Zeon，商品名：Zeoner，厚度：25μm)作为对照组。结果如图4所示。
(5)偏振不均匀
将实施例1和比较例1的光学膜各自插入至两个偏光板(制造商：Samsung SDI)之间，然后评价颜色。测量结果如图5和6所示。
在图5中，(A)显示了层压了一层比较例1的膜时的结果，(B)显示了层压了两层实施例1的膜时的结果。
在图6中，(A)显示了层压了两层实施例1的膜时的结果，(B)显示了层压了两层比较例1的膜时的结果。
(6)总透光率
使用测量仪器(NDH-5000W，Nippon Denkoku Kogyo)各自测量实施例1至9中制备的基层和比较例1至4中制备的基层的总透光率。
(7)表面张力
使用来自SEO(Surface Electro Optics Corporation)的PHOENIX-300TOUCH各自测量实施例1至9中制备的基层和比较例1至4中制备的基层各自的表面张力。
(8)观察彩虹纹
将一层或两层实施例1至9和比较例1至4中制备的光学膜插入至两个偏光板(制造商：Samsung SDI)之间以制备层压体。此后，随着观察者和层压体之间的角度从45°变化到10°，观察膜的彩虹纹(rainbow)现象。
(9)颜色评价
将一层或两层实施例1至9和比较例1至4中制备的基层叠加，然后用肉眼观察。如果看到灰色，则评价为“存在”。如果看起来是透明的，则评价为“不存在”。
[表3]
Figure BDA0003421788390000101
*A：不存在，SV：略微可见
[表4]
Figure BDA0003421788390000102
Figure BDA0003421788390000111
*A：不存在，P:存在
从表3和表4中可以看出，实施例1至9的基层各自具有优异的光学特性，其中面内延迟量(Ro)和厚度方向延迟量(Rth)至少为0但是很小，并且nz(Rth/Ro)和平面取向度(Rth/厚度)大于0。此外，实施例1至9的基层各自在热处理后具有低雾度和在纵向(MD)和横向(TD)上均具有低至1％或更低的低收缩率，因此具有优异的可靠性。此外，实施例1至9的基层各自具有高的总透光率和40达因/厘米至60达因/厘米的表面张力。因此，底涂层均匀地层压在基层表面上且没有缺陷，产生优异的可加工性，并且基层和底涂层之间的粘合性优异。
相比之下，比较例1至4中制备的基层各自具有的面内延迟量、厚度方向延迟量、nz(Rth/Ro)、平面取向度(Rth/厚度)、热处理后收缩率或表面张力，上述性质中的任何一种都落在所需范围之外，导致偏振不均匀、可靠性差或在层压底涂层时可加工性差。
从图4中可以看出，与TAC膜和COP膜相比，实施例1的光学膜相对于光的入射角，面内延迟量几乎没有变化。
从图5和6以及表3和4中可以看出，即使当多层实施例1至9的光学膜插入至偏光板之间时，颜色变化也很小，并且即使当多层光学膜叠加时，也不会观测到彩虹纹现象或灰色。特别是，在图6中，(A)表明，即使将两层实施例1的光学膜插入至两个偏光板之间时，也是透明的。相比之下，(B)表明，当两层比较例1的光学膜插入两个偏光板之间时，其透明性变差。

Claims (15)

1.一种光学膜，其包含基层，所述基层包含重量比为1:9至1:99的氟基树脂和丙烯酸树脂，其中，所述基层的面内延迟量(Ro)为10nm以下，厚度方向延迟量(Rth)为50nm以下，表面张力为40达因/厘米至60达因/厘米。
2.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述基层的厚度为100μm以下。
3.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述丙烯酸树脂为均聚物。
4.如权利要求3所述的光学膜，其特征在于，所述丙烯酸树脂为聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)。
5.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述基层的面内延迟量(Ro)为0.1nm至10nm，厚度方向延迟量(Rth)为1nm至40nm，其中Rth/Ro的比率为0.1至40。
6.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述基层的厚度方向延迟量与厚度的比率(Rth/厚度)为0至0.005。
7.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，在光入射角为-50°至50°的条件下，所述基层的面内延迟量(Ro)为3nm以下。
8.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，在光入射角为-50°至50°的条件下，所述基层的面内延迟量(Ro)的最大值和最小值之差为1.5以下。
9.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，在150℃下热处理3小时后，所述基层的雾度为0.1％至1％。
10.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，在85℃下处理24小时后，所述基层在纵向和横向上的收缩率分别为1％以下。
11.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述光学膜还包括在所述基层的至少一侧上的底涂层。
12.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，所述光学膜用作偏光片的保护膜。
13.一种液晶显示设备，其包括背光单元和液晶面板，其中所述液晶面板依次包括上偏光板、液晶盒和下偏光板，所述上偏光板和所述下偏光板各自包括偏光片和设置在所述偏光片两侧的用于所述偏光片的保护膜，并且至少一个用于所述偏光片的保护膜为权利要求1所述的光学膜。
14.一种光学膜的制备方法，其包括：(1)熔融挤出包含氟基树脂和丙烯酸树脂的树脂组合物，制得未拉伸的片材；(2)将所述未拉伸的片材在纵向上拉伸2至3倍，在横向上拉伸3至4倍，制得拉伸膜；(3)将所述拉伸膜热定型，制得基层；其中，所述树脂组合物包含重量比为1:9至1:99的所述氟基树脂和所述丙烯酸树脂，所述基层的面内延迟量(Ro)为10nm以下，厚度方向延迟量(Rth)为50nm以下，表面张力为40达因/厘米至60达因/厘米。
15.如权利要求14所述的光学膜的制备方法，所述方法还包括在所述基层的至少一侧上形成底涂层。
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