专利名称：光学膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种光学膜及其制备方法，更具体地讲，涉及一种具有出众的热稳定 性、韧性和低雾度的光学膜及其制备方法，所述光学膜可有利地用于包括显示器件(例如 LCD)的电子器件中。本申请要求于2008年6月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第 2008-0051993号的优先权，其公开的内容在此引入作为参考。
背景技术：
近来，随着光学技术的发展，已经建议用多种显示技术来替代常规的阴极射线管 (CRT)，并且市场上多种类型的显示器件，例如等离子体显示面板(PDP)、液晶显示器(IXD) 和有机/无机发光显示器(ELD)等都是市售可得的。在上述显示器中，已建议使用多种类 型的塑料膜并且对其性能已提出很高要求。例如，为了获得又薄又轻的LCD并且提高显示 性能，在偏振板、延迟膜、塑料基板和光导板等中使用了多种类型的塑料膜。通常，偏振板具有如下的结构其中，通过由基于聚乙烯醇的水溶液制备的水溶粘 合剂将用作保护膜的三乙酰纤维素膜(下文，称作“TAC膜”)层压到偏振片上。然而，用作 偏振片的聚乙烯醇膜和用作偏振片保护膜的TAC膜的耐热性和防潮性差。因此，如果在高 温或高湿气氛下长时间使用由这些膜制备的偏振板，其偏振度会降低，所述偏振片和保护 膜会彼此分离，并降低其光学性能。因此，这种偏振板在其应用中受到多种限制。另外，对 于TAC膜，随着环境温度/湿度的变化，面内延迟(Rin)和厚度延迟(Rth)发生极大的变化。 尤其是，对于在倾斜方向上的入射光延迟的变化是巨大的。如果将包括具有上述特性的TAC 膜的偏振板用于LCD作为保护膜，则会存在随着环境温度/湿度的变化视角特性发生变化 的问题，因而降低图像质量。另外，对于TAC膜，随着环境温度/湿度的变化，尺寸的变化是 巨大的，并且光弹性系数也比较高，因此，在耐热和防潮环境下评价了耐久性以后，会在局 部发生延迟特性的变化，从而不利地影响图像质量。作为弥补TAC膜的不利因素的材料，甲基丙烯酸酯树脂(methacrylic resin)众 所周知。然而，公知甲基丙烯酸酯树脂具有容易断裂和分裂的特性。还公知这种特性在偏 振板的制备过程中会在输送方面产生问题并导致生产率差。另外，当其中丙烯酸酯树脂用 作膜的材料时，会存在需要使用既昂贵又难于操作的浇铸方法的问题。对于延迟膜，由基于苯乙烯的树脂制备的膜是一种显示光学各向同性的材料，当 所述膜被拉伸或取向时，折射率在垂直于取向方向上增加。公知基于苯乙烯的树脂是一种 通过拉伸工艺用于制备具有正厚度延迟(Rth)的膜的材料。另外，基于苯乙烯的树脂具有极 好的经济效益和透明性的优点。然而，除了其中使用昂贵的特定单体来制备以外，基于苯乙 烯的树脂存在耐热性不足和机械强度差的问题。另外，当其中延迟膜是通过拉伸聚碳酸酯 树脂来制备时，能够提供充分的延迟功能；然而，延迟对拉伸度的变化是巨大的并且难于提 供具有均勻和稳定的延迟功能的膜。
发明内容
技术问题本发明的一个方面提供了一种光学膜及其制备方法，所述光学膜能够用容易和经 济的挤出工艺制备，其具有极好的耐热性、韧性和低雾度性能，由于在被拉伸前其优异的光 学各向同性，其能够用于多种用途，包括偏振片保护膜，并且因为在被拉伸后其能够提供均 勻和稳定的延迟，其可以被用作延迟膜。技术方案根据本发明的一个方面，本发明提供了一种光学膜，其包括丙烯酸酯树脂 (acrylic resin)；以及基于100重量份的所述丙烯酸酯树脂，20-65重量份的含有基于共 轭二烯的橡胶的至少两种接枝共聚物，其中，至少两种所述接枝共聚物具有不同的粒径。根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种光学膜的制备方法，其包括制备树 脂组合物，该树脂组合物包含丙烯酸酯树脂，以及基于100重量份的所述丙烯酸酯树脂， 20-65重量份的含有基于共轭二烯的橡胶的至少两种接枝共聚物，其中，至少两种所述接枝 共聚物具有不同的粒径；以及使用所述树脂组合物形成膜。根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种通过拉伸所述光学膜制备的延迟膜。根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种包括所述光学膜或延迟膜的电子器 件。有益效果根据本发明的光学膜具有优异的耐热性和韧性并且显示优异的光学性能，包括低 雾度。而且，由于在被拉伸前其优异的各向同性，其能够用于多种用途，包括偏振片保护膜， 因此可取代昂贵的TAC膜。此外，在被拉伸后其能够提供均勻和稳定的延迟，因此其能够被 用作延迟膜。另外，因为根据本发明的光学膜能够通过容易和经济的挤出工艺制备，与仅由 丙烯酸酯树脂制备的现有膜相比其具有优异的效果。
具体实施例方式现在将详细描述本发明的示例性实施方式。根据本发明的实施方式的光学膜包含丙烯酸酯树脂；以及基于100重量份的所 述丙烯酸酯树脂，20-65重量份的含有基于共轭二烯的橡胶的至少两种接枝共聚物，其中， 至少两种所述接枝共聚物具有不同的粒径。因为用于图像显示器件(例如LCD)的膜材料需要对UV辐射等具有高耐热性和高 稳定性，公知所述的膜材料不包含含有双键的基于共轭二烯的化合物。因此，现有技术中没 有这样的例子为了制备用于需要耐热性的用途(包括如LCD图像显示器件)的膜，基于 100重量份的丙烯酸酯树脂(用作基体树脂)，使用多到20-65重量份的含有基于共轭二烯 的橡胶的冲击改性剂。然而，本发明发现，当以具有特定的结构的共聚物形式使用基于共轭 二烯的橡胶组分，同时控制聚合物的组分和组分比，可以提高包含基于共轭二烯的化合物 的膜的韧性，并且可以避免公知的由基于共轭二烯的化合物引起的稳定性和耐热性降低的 问题。在本发明中，基于100重量份的作为基体的丙烯酸酯树脂，可包含20-65重量份的含有基于共轭二烯的橡胶组分的接枝共聚物。如果包含的接枝共聚物的量小于20重量份， 则会降低光学膜的韧性，并且如果包含的接枝共聚物的量大于65重量份，膜的加工会变得 困难，并且会增加膜的雾度，以及降低膜的玻璃化转变温度。在本发明中，至少两种所述含有基于共轭二烯的橡胶的接枝共聚物优选具有不同 的粒径。这里使用的术语“粒径”指接枝共聚物的核组分的粒径。为了提高膜的韧性，提高接枝共聚物的粒径是有利的，但是在此种情况下，存在着 以下的问题由膜的表面粗糙度(external roughness)的增加使光学膜的总雾度增加了。 尤其是，膜的雾度主要归因于通过从膜的表面突出的橡胶所引起的粗糙度。然而，在本发明中，通过使用具有相对较大粒径的接枝共聚物连同使用具有相对 较小粒径的接枝共聚物，在保持其粗糙度的同时可以降低膜的总雾度。即，本发明的特征在 于在改进膜的韧性的同时，为了降低膜的表面粗糙度使用具有不同粒径的接枝共聚物。膜 的韧性和表面粗糙度会随着使用的接枝共聚物的种类发生轻微的变化。因此，考虑到膜的 韧性和粗糙度之间的关系取决于接枝共聚物的种类，通过以合适的比例使用具有不同粒径 的橡胶，可以在不损害膜的韧性的情况下降低膜的表面雾度(external haze)。例如，当显示最佳韧性的接枝共聚物的粒径为300-400nm时，以混合物的形式使 用具有IOOnm以下的粒径的接枝共聚物，从而可以在降低膜的表面粗糙度以降低雾度的同 时，提高膜的韧性。至少一种所述含有基于共轭二烯的橡胶组分的接枝共聚物可具有IOOnm以下的 粒径，优选50-100nm，并且至少一种所述接枝共聚物可具有200nm以上的粒径，优选300nm， 并更优选200-400nmo在本发明中，当使用具有50-100nm的粒径的接枝共聚物和具有200-400nm的 粒径的接枝共聚物作为含有基于共轭二烯的橡胶组分的接枝共聚物时，其重量比可为 45-85 15-55，优选 50-80 20-50。在本发明中，每种含有基于共轭二烯的橡胶的接枝共聚物可为含有丙烯酸酯树脂 的基于共轭二烯的橡胶的接枝共聚物。虽然对接枝共聚物的形式没有特别的限制，但是所 述接枝共聚物优选具有核-壳结构，其中，基于共轭二烯的橡胶组成核以及丙烯酸酯树脂 组成围绕所述核的壳。在接枝共聚物中，基于共轭二烯的橡胶与丙烯酸酯树脂的重量比优选为 10-50 90-50，并更优选 15-45 85-55。如果在接枝共聚物中基于共轭二烯的橡胶的含量小于10wt%，光学膜的韧性会不 充分，如果基于共轭二烯的橡胶的含量大于50wt%，接枝共聚物的分散度会降低，因此膜的 雾度和热膨胀系数会陡增并且还会降低膜的玻璃化转变温度。对在接枝共聚物中使用的基于共轭二烯的橡胶没有特别的限制，但可为基于乙 烯-丙烯-二烯的橡胶或基于丁二烯的橡胶。优选使用基于丁二烯的橡胶。对接枝共聚物中的丙烯酸酯树脂没有特别的限制，但可为丙烯酸酯单体(acrylic monomer)的均聚物或共聚物；丙烯酸酯单体和芳族乙烯基单体的共聚物；丙烯酸酯单体、 芳族乙烯基单体和丙烯腈单体的共聚物；丙烯酸酯单体、芳族乙烯基单体和酸酐的共聚物； 丙烯酸酯单体、芳族乙烯基单体、丙烯腈单体和酸酐的共聚物。作为丙烯酸酯单体，可以使用在酯基的羰基和共轭的碳原子之间具有双键的任何化合物，并且对其取代基没有特别的限制。这里使用的术语“丙烯酸酯单体”是指包括丙烯 酸酯类和丙烯酸酯衍生物，包括丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯和丁基丙烯酸烷基酯等。 丙烯酸酯单体的例子包括由以下通式1表示的化合物[通式1]
权利要求
1.一种光学膜，其包含丙烯酸酯树脂；以及基于100重量份的所述丙烯酸酯树脂，20-65重量份的含有基于共轭二烯的橡胶的至 少两种接枝共聚物，其中，至少两种所述接枝共聚物具有不同的粒径。
2.根据权利要求1所述的光学膜，其中，至少一种所述含有基于共轭二烯的橡胶的接 枝共聚物具有IOOnm以下的粒径，并且至少一种所述含有基于共轭二烯的橡胶的接枝共聚 物具有300nm以上的粒径。
3.根据权利要求1所述的光学膜，其中，所述光学膜具有50nm以下的表面粗糙度。
4.根据权利要求1所述的光学膜，其中，所述光学膜具有110-130°C的玻璃化转变温 度、110-140°C 的热变形温度(Vicat)、2_8 的 MI (220°C, IOkg)、50-120 的热膨胀系数(CTE) (ppm/k, 40-900C )、0· 5-3% 的雾度和 88-93% 的透光率。
5.根据权利要求1所述的光学膜，其中，所述光学膜具有O-IOnm的面内延迟和厚度方 向延迟值。
6.根据权利要求1所述的光学膜，其中，所述丙烯酸酯树脂包含选自丙烯酸酯单体、 芳族乙烯基单体和丙烯腈单体的共聚物；丙烯酸酯单体、芳族乙烯基单体和酸酐的共聚物； 以及丙烯酸酯单体、芳族乙烯基单体、丙烯腈单体和酸酐的共聚物中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的光学膜，其中，所述共聚物包含作为另外的共聚单体的选自 (甲基)丙烯酸和二酰亚胺单体中的至少一种单体，其中所述共聚物选自丙烯酸酯单体、 芳族乙烯基单体和丙烯腈单体的共聚物；丙烯酸酯单体、芳族乙烯基单体和酸酐的共聚物； 以及丙烯酸酯单体、芳族乙烯基单体、丙烯腈单体和酸酐的共聚物中。
8.根据权利要求1所述的光学膜，其中，所述基于共轭二烯的橡胶包括选自基于乙 烯-丙烯-二烯的橡胶和基于丁二烯的橡胶中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的光学膜，其中，所述接枝共聚物为基于共轭二烯的橡胶和丙 烯酸酯树脂的接枝共聚物。
10.根据权利要求9所述的光学膜，其中，在所述接枝共聚物中基于共轭二烯的橡胶与 丙烯酸酯树脂的重量比为10-50 90-50。
11.根据权利要求9所述的光学膜，其中，所述接枝共聚物具有核-壳结构，其中，所述 基于共轭二烯的橡胶组成核而所述丙烯酸酯树脂组成壳。
12.根据权利要求11所述的光学膜，其中，在所述接枝共聚物中基于共轭二烯的橡胶 与丙烯酸酯树脂的重量比为10-50 90-50。
13.根据权利要求9所述的光学膜，其中，在所述接枝共聚物中的所述丙烯酸酯树脂 包括选自丙烯酸酯单体的均聚物或共聚物；丙烯酸酯单体和芳族乙烯基单体的共聚物；丙 烯酸酯单体、芳族乙烯基单体和丙烯腈单体的共聚物；丙烯酸酯单体、芳族乙烯基单体和酸 酐的共聚物；以及丙烯酸酯单体、芳族乙烯基单体、丙烯腈单体和酸酐的共聚物中的至少一 种。
14.一种光学膜的制备方法，其包括制备树脂组合物，其包含丙烯酸酯树脂；以及基于100重量份的所述丙烯酸酯树脂， 20-65重量份的含有基于共轭二烯的橡胶的至少两种接枝共聚物，其中，至少两种所述接枝共聚物具有不同的粒径；以及 使用所述树脂组合物形成膜。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，至少两种所述含有基于共轭二烯的橡胶的接 枝共聚物具有不同粒径。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，至少一种所述含有基于共轭二烯的橡胶的接 枝共聚物具有IOOnm以下的粒径，并且至少一种所述含有基于共轭二烯的橡胶的接枝共聚 物具有300nm以上的粒径。
17.—种延迟膜，其通过拉伸权利要求1-13中任一项所述的光学膜来制备。
18.根据权利要求17所述的延迟膜，所述延迟膜具有80-200nm的面内延迟值和厚度方 向延迟值。
19.一种偏振板，其包括 偏振片；以及保护膜，其设置在所述偏振片的一侧或多侧，其中，至少一种保护膜为权利要求1-13中任一项所述的光学膜。
20.一种电子器件，其包括权利要求1-13中任一项所述的光学膜。
21.一种电子器件，其包括权利要求17所述的延迟膜。
全文摘要
本发明提供了一种光学膜和延迟膜，其特征在于每种膜包含丙烯酸酯树脂；基于100重量份的所述丙烯酸酯树脂，20-65重量份的含有基于共轭二烯的橡胶的至少两种接枝共聚物，其中，至少两种所述接枝共聚物具有不同的粒径。本发明还提供了所述膜的制备方法。
文档编号C08J5/18GK102046707SQ200980120518
公开日2011年5月4日 申请日期2009年6月3日 优先权日2008年6月3日
发明者姜秉逸, 徐在范, 李大雨, 李灿弘, 金相燮, 韩昌薰 申请人:Lg化学株式会社