CN1311035C - 防止眩目效应的涂层组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防眩涂层组合物，更特别地涉及一种防眩涂层组合物，包括：丙烯酸酯粘合剂树脂；其折射率与该粘合剂树脂的折射率相差0.2～0.5的细颗粒，且细颗粒的平均颗粒尺寸范围为0.05～1μm；和其折射率与该粘合剂树脂的折射率相差在0.1之内的细颗粒，且细颗粒的平均颗粒尺寸范围为0.5～3μm。当本发明的防眩涂层组合物应用到高清晰度显示器时，通过散射和诱导光的内部漫射而具有优良的防眩效果、降低的图像失真度、高对比度和增强的图像清晰度。

Description

防止眩目效应的涂层组合物
技术领域
本发明涉及一种防眩涂层组合物，更特别地涉及当其应用到高清晰度显示器时具有优良的防眩效果、降低的图像失真、高对比度和增强的图像清晰度的一种防眩涂层组合物。
背景技术
随着信息社会的到来，已经发展了各种尺寸和类型的显示器用于电视机、笔记本电脑、个人电脑、手机、时钟、画框等。但是，这些显示器暴露于如荧光或日光的外界光下有一些问题。例如，当入射光从显示器的表面在一个方向被反射时，图像对比度降低并且降低的图像对比度引起眼疲劳或头痛。
为解决上述问题，常规地使用通过形成粗糙表面的散射外界光的方法。日本专利公开Sho 59-58036、Hei 6-18706和Hei 9-127312号公开了通过在热固性树脂中插入如硅或聚合物珠的凝固细颗粒以提供粗糙表面反射光线的漫射的方法。此外，涂层表面的压花处理方法已被报道。
虽然，这些方法具有优良的防眩的效果，当这些方法应用于高分辨率显示器时也引起了图象失真的严重问题。日本专利Hei 7-181306和Hei 10-20103号公开了可应用于高分辨率显示器的具有细表面粗糙度的防眩膜。虽然这些方法降低了图象失真，但是对比度下降的问题仍未解决。
因此，当应用于高分辨率显示器时，非常需要发展具有良好防眩效果、降低图象失真、高对比度和增强图像清晰度的防眩涂层组合物。
发明内容
本发明的目的是提供一种防眩涂层组合物，将该防眩涂层组合物应用到高清晰度显示器时具有优良的防眩效果、降低的图像失真、高对比度和增强的图像清晰度。
为了达到这种目的，本发明提供一种用于显示器的具有优良防眩效果的防眩涂层组合物，包括：
a)100wt％丙烯酸酯粘合剂树脂；
b)2～30wt％具有平均颗粒尺寸为0.05～1μm的细颗粒，其中该细颗粒与所述丙烯酸酯粘合剂树脂之间折射率的差值为0.2～0.5；和
c)1～20wt％具有平均颗粒尺寸为0.5～3μm的细颗粒，其中该细颗粒与所述丙烯酸酯粘合剂树脂之间折射率的差值为0.1或低于0.1。
具体实施方式
本发明人致力于发展具有良好的防眩效果、降低图象失真、高对比度和增强图像清晰度的防眩涂层组合物应用于高分辨率显示器。这样做时，他们发现当折射率与粘合剂树脂的折射率相差0.2～0.5之间及在0.1之内的细颗粒加入粘合剂树脂中时，涂层组合物显示出良好的防眩效果、降低的图象失真、高对比度和清晰的图像。
因为涂层和大气的折射率有较大的差别，从显示器传送的图像在涂层最外的表面中被大大地折射，引起传送的图像之间的干扰。但是，在该膜内部，填料与基质折射率的差别小于涂层和大气折射率的差别。本发明的涂层组合物应该具有0.1～0.3μm的平均表面粗糙度的涂层膜以证明良好的防眩效果而具有最小图象失真。
此外，内部和表面光漫射的控制对于高分辨率显示器是非常重要的。特别地，当通过内部散射的内散射雾度在15～40之间，及由内部散射的表面雾度小于15时，该涂层膜显示出优良的防眩效果、最小的图像失真。内部散射受到折射率与粘合剂的折射率相差0.2～0.5之间的细颗粒的含量和尺寸影响，而表面散射由表面粗糙度确定。因此，需要两种类型的细颗粒。
本发明的特征在于涂层组合物包括丙烯酸酯粘合剂树脂，折射率与粘合剂的折射率相差0.2～0.5之间的细颗粒，该细颗粒的平均颗粒尺寸为0.05～1μm，和折射率与粘合剂的折射率相差在0.1之内的细颗粒，该细颗粒的平均颗粒尺寸为0.5～3μm。
本发明中折射率与粘合剂的折射率相差0.2～0.5之间且平均颗粒尺寸为0.05～1μm的细颗粒，和折射率与粘合剂的折射率相差在0.1之内且平均颗粒尺寸为0.5～3μm的细颗粒选自氧化铝(折射率：1.77)、氢氧化铝(折射率：1.58)、氧化镁(折射率：1.74)、氧化锑(折射率：2.18)或二氧化硅(折射率：1.48)。
优选折射率与粘合剂树脂的折射率相差0.2～0.5之间且平均颗粒尺寸为0.05～1μm的细颗粒，对于100wt％粘合剂树脂，用量为2～30wt％。如果该细颗粒的平均颗粒尺寸小于0.05μm，光漫射效应消失。另外，如果平均颗粒尺寸大于1μm，光模糊增加。
此外，优选折射率与粘合剂树脂的折射率相差在0.1之内的细颗粒，对于100wt％粘合剂树脂，用量为1～20wt％。如果细颗粒的平均颗粒尺寸大于3μm，光模糊增加。
此外，优选在本发明中使用的丙烯酸酯粘合剂树脂包括：i)最高达到80wt％反应低聚物；ii)10～100wt％多功能基的单体；和iii)最高达到30wt％的一个或多个双功能基或单功能基的丙烯酸酯。
对于该反应低聚物，可使用具有2～6个功能基的改性尿烷低聚物、聚酯低聚物、环氧低聚物等。对于100wt％丙烯酸酯粘合剂树脂，使用最高80wt％的该反应低聚物。如果其用量超过80wt％，抗磨性和耐擦伤性降低。
对于多功能基的单体，可使用具有3个以上的功能基的丙烯酸酯，例如二聚季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和三亚甲基丙基三丙烯酸酯。对于100wt％丙烯酸酯粘合剂树脂，最少使用10wt％的多功能基单体。如果其用量低于10wt％，则抗磨性和耐擦伤性降低。
双功能基或单功能基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯降低了涂层溶液的粘度并向该涂层膜提供柔软度。单功能基的丙烯酸酯如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸十八烷基酯、2-羟乙基丙烯酸酯等；单功能基的甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等；双功能基的丙烯酸酯如己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯等；双功能基的甲基丙烯酸酯可被使用。对于100wt％丙烯酸脂粘合剂树脂，优选使用最高30wt％的双功能基或单功能基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
还有引发剂和溶剂被加入到本发明的涂层组合物中。
对于引发剂，可使用热引发剂或紫外线引发剂。对于热引发剂，可使用偶氮化合物的过氧化物如过氧化苯甲酰和AIBN。对于紫外线引发剂，可使用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、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻丁基醚等。对于100wt％粘合剂树脂，优选使用0.01～10wt％的引发剂。
溶剂被用于提供涂布性能和粘合特性。醇类如甲醇、乙醇、异丙醇等；乙酸酯如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等；酮类如甲基乙基酮、甲基异丁基酮、丙酮等；乙二醇醚(cellusolve)如乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚等；二甲基甲酰胺；或四氢呋喃等可被用作溶剂。对于100wt％粘合剂树脂，优选使用10～200wt％的溶剂。
本发明的组合物可进一步包括均化剂、润湿剂、消泡剂等以提供如涂布性能的其它特性。
由本发明制备的涂层溶液可以用在基质上。例如，透明膜如三乙酰基纤维素、聚酯，或片如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)等可被使用。当将该涂层组合物用于液晶显示器(LCD)的偏振片、背投电视(RPTV)的防护滤波器、个人电脑(PC)的护目装置等时，本发明的防眩涂层组合物提供良好的效果。
本发明的涂层组合物通过辊涂涂布在膜上。具体地，凹版涂布、反凹版涂布、刮刀式涂布(comma coating)、反刮刀式涂布、肋涂布(ribcoating)、拉丝锭涂布(wire bar coating)等可被用于薄膜。对于片，可使用浸渍涂布、喷涂、浇涂、旋转涂布等。优选地，该涂层膜的厚度范围为1～20μm，厚度取决于应用的领域。涂布的基质在烘箱中在50～80℃温度下预干燥以除去溶剂，然后用紫外固化机硬化。优选UV照射量范围为400～2000mJ/cm2。
在下文中，将通过实施例和对比实施例对本发明进行更加详细的描述。但是，下面的实施例仅用于对本发明的理解，本发明不受下面的实施例限制。
[实施例]
实施例1
10wt％具有折射率1.77和平均颗粒尺寸1μm的氧化铝(AL-41DBM-01；Sumitomo Chemical)作为细颗粒；2wt％2-羟基环己基苯基酮作为UV引发剂；20wt％异丙醇，20wt％乙酸乙酯和20wt％乙二醇单丁醚作为溶剂；0.3wt％湿润剂(Tego 453；Tego)；及0.3wt％均化剂(BYK 300；BYK)混合到含有80wt％二聚季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)和20wt％2-己二醇丙烯酸酯(2-HEA)的粘合剂树脂中。该粘合剂树脂的折射率为1.48。
涂层溶液用研磨机分散，以使氧化铝最终的平均颗粒尺寸为0.4μm。
7wt％具有折射率1.48和平均颗粒尺寸1μm的二氧化硅分散在30wt％异丙醇和10wt％乙二醇单丁醚中，然后与该涂层溶液混合以制备防止眩目效应的涂层组合物。
实施例2
10wt％具有折射率1.74和平均颗粒尺寸4μm的氧化镁(Premier)作为细颗粒；2wt％2-羟基环己基苯基酮作为UV引发剂；20wt％异丙醇，20wt％乙酸乙酯和20wt％乙二醇单丁醚作为溶剂；0.3wt％湿润剂(Tego 453；Tego)；0.3wt％均化剂(BYK 300；BYK)混合到含有80wt％二聚季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)和20wt％2-己二醇丙烯酸酯(2-HEA)的粘合剂树脂中。该粘合剂树脂的折射率为1.48。
该涂层溶液用研磨机分散，以使氧化镁最终的平均颗粒尺寸为0.6μm。
7wt％具有折射率1.48和平均颗粒尺寸1μm的二氧化硅分散在30wt％异丙醇和10wt％乙二醇单丁醚中，然后与该涂层溶液混合以制备防止眩目效应的涂层组合物。
对比实施例1
10wt％具有折射率1.48和平均颗粒尺寸1μm的二氧化硅作为细颗粒；2wt％2-羟基环己基苯基酮作为UV引发剂；50wt％异丙醇，20wt％乙酸乙酯和30wt％乙二醇单丁醚作为溶剂；0.3wt％湿润剂(Tego453；Tego)；0.3wt％均化剂(BYK 300；BYK)混合到含有80wt％二聚季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)和20wt％2-己二醇丙烯酸酯(2-HEA)的粘合剂树脂中。该粘合剂树脂的折射率为1.48。
对比实施例2
10wt％具有折射率1.58和平均颗粒尺寸1μm的氢氧化铝及7wt％具有折射率1.48和平均颗粒尺寸1μm的二氧化硅作为细颗粒；2wt％2-羟基环己基苯基酮作为UV引发剂；50wt％异丙醇，20wt％乙酸乙酯和30wt％乙二醇单丁醚作为溶剂；0.3wt％湿润剂(Tego 453；Tego)；0.3wt％均化剂(BYK 300；BYK)混合到含有80wt％二聚季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)和20wt％2-己二醇丙烯酸酯(2-HEA)的粘合剂树脂中。该粘合剂树脂的折射率为1.48。
测试实施例
实施例1和2及对比实施例1和2制备的涂层组合物使用5号拉丝锭涂布在三乙酰基纤维素膜上。该膜在50℃烘箱内干燥2分钟并以1J/cm2的紫外能量硬化。该涂层膜的物理特性，包括光泽、浊度、内部雾度、表面雾度、透光率、图像清晰度、闪光和黑色密度(black density)被测定。结果如表1所示。
a)雾度和透光率-使用HR-100(Murakami)。
将玻璃纸贴在该膜表面上以消除该膜的粗糙度之后测定内部雾度。表面雾度通过从总雾度减去内部散射雾度而得到。
b)图像清晰度-使用ICM-1(Suga)。穿过4个狭缝(0.125mm，0.25mm，0.5mm和2.0mm)的图像清晰度相加。总数越高，清晰度越好。
c)闪光-该膜贴到LCD组件上，闪光通过人眼观察。
d)黑色密度-黑色带贴到该膜的背面，黑色密度用Macbeth RD198测定。
[表1]
  分类  实施例1   实施例2  对比实施例1  对比实施例2
  光泽度(％)   62   59   59   60
  雾度(％)   34.6   38.2   11   17.4
  内部雾度   30.5   33.0   0   3.4
  表面雾度   4.1   5.2   11   14
  透光率(％)   93.3   93.1   93.3   93.6
  图像清晰度   177   163   100   108
  闪光   没有   没有   出现   轻微出现
  黑色密度   1.96   1.95   1.80   1.88
如表1所示，本发明的涂层组合物包括粘合剂树脂，其折射率与该粘合剂树脂的折射率相差0.2～0.5之间且平均颗粒尺寸为0.05～1μm的细颗粒，和其折射率与该粘合剂树脂的折射率相差在0.1之内且平均颗粒尺寸为0.5～3μm的细颗粒(实施例1和2)，该涂层组合物在透光率、雾度、图像清晰度和闪光方面优于对比实施例1和2。
如上所述，当本发明的防眩涂层组合物应用到高清晰度显示器时通过降低表面散射并引起光的内部漫射而具有优良的防眩效果、降低的图像失真、高对比度和增强的图像清晰度。

Claims (15)

1、一种用于显示器的防眩涂层组合物，包括：
a)100wt％丙烯酸酯粘合剂树脂；
b)2～30wt％具有平均颗粒尺寸为0.05～1μm的无机细颗粒，其中该无机细颗粒与所述丙烯酸酯粘合剂树脂之间折射率的差值为0.2～0.5；和
c)1～20wt％具有平均颗粒尺寸为0.5～3μm的无机细颗粒，其中该无机细颗粒与所述丙烯酸酯粘合剂树脂之间折射率的差值为0.1或低于0.1。
2、根据权利要求1所述的防眩涂层组合物，包括：
a)丙烯酸酯粘合剂树脂包括
i)最高达到80wt％反应低聚物，
ii)10～100wt％多功能基的单体，和
iii)最高达到30wt％的一个或多个双功能基或单功能基的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯；
b)2～30wt％具有平均颗粒尺寸为0.05～1μm的无机细颗粒，其中该无机细颗粒与所述丙烯酸酯粘合剂树脂之间折射率的差值为0.2～0.5；和
c)1～20wt％具有平均颗粒尺寸为0.5～3μm的无机细颗粒，其中该无机细颗粒与所述丙烯酸酯粘合剂树脂之间折射率的差值为0.1或低于0.1；
d)0.01～10wt％引发剂；和
e)10～200wt％溶剂。
3、根据权利要求1或2所述的防眩涂层组合物，其中b)无机细颗粒为选自由氧化铝、氢氧化铝、氧化镁、氧化锑和二氧化硅组成的组的一种或多种物质。
4、根据权利要求1或2所述的防眩涂层组合物，其中c)无机细颗粒为选自由氧化铝、氢氧化铝、氧化镁、氧化锑和二氧化硅组成的组的一种或多种物质。
5、根据权利要求2所述的防眩涂层组合物，其中反应低聚物为选自由具有2～6个功能基的改性尿烷低聚物、聚酯低聚物和环氧低聚物组成的组的一种或多种化合物。
6、根据权利要求2所述的防眩涂层组合物，其中多功能基的单体为选自由二聚季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和三亚甲基丙基三丙烯酸酯组成的组的一种或多种化合物。
7、根据权利要求2所述的防眩涂层组合物，其中双功能基或单功能基的丙烯酸酯为一种或多种选自由丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸十八烷基酯、2-羟乙基丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、和三丙二醇二丙烯酸酯组成的组的化合物。
8、根据权利要求2所述的防眩涂层组合物，其中双功能基或单功能基的甲基丙烯酸酯为一种或多种选自由甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸丁酯组成的组的化合物。
9、根据权利要求2所述的防眩涂层组合物，其中引发剂为选自由过氧苯甲酰、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、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙醚和苯偶姻丁基醚组成的组的一种或多种化合物。
10、根据权利要求2所述的防眩涂层组合物，其中溶剂为选自由甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、丙酮、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇单丁醚、二甲基甲酰胺和四氢呋喃组成的组的一种或多种化合物。
11、根据权利要求1或2所述的防眩涂层组合物，进一步包括选自由均化剂、湿润剂和消泡剂组成的组的一种或多种添加剂。
12、一种防眩膜，包括基层和防眩涂层组合物，其中该基层用根据权利要求1或2的防眩涂层组合物涂覆。
13、根据权利要求12所述的防眩膜，其中该基层选自由三乙酰基纤维素、聚酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)组成的组。
14、根据权利要求12所述的防眩膜，其中该膜的内散射雾度为15～40，并且该膜的表面雾度不超过15。
15、一种防眩涂层片，用根据权利要求1或2的防眩涂层组合物涂覆。
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