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CN1871529A - 用于显示设备的光学薄膜 - Google Patents

用于显示设备的光学薄膜 Download PDF

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CN1871529A
CN1871529A CNA2004800310854A CN200480031085A CN1871529A CN 1871529 A CN1871529 A CN 1871529A CN A2004800310854 A CNA2004800310854 A CN A2004800310854A CN 200480031085 A CN200480031085 A CN 200480031085A CN 1871529 A CN1871529 A CN 1871529A
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CN
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acrylate
thin film
optical thin
methyl
cementing agent
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CNA2004800310854A
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English (en)
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B·M·霍夫塔林
M·奈尔
Y·劳
T·K·琼斯
R·J·克雷斯
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Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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Abstract

公开了一种光学薄膜，其包括在辐射固化的粘结剂中包含层状粘土粒子的层。还公开了一种涂料分散体和形成光学薄膜的方法，该方法包括将所述分散体涂覆在柔性透明聚合物基材上，以及引入了该薄膜的液晶显示器或者触屏显示器。

Description

用于显示设备的光学薄膜
技术领域
本发明涉及用于高清晰度图象显示设备例如LCD和CRT面板的用于提供优异的防闪光性能的光学薄膜。
背景技术
LCDs和CRTs被广泛地用于各种典型的显示设备，例如电视机，电脑终端等等。为了符合提高的图象分辨率的趋势，一个关键的问题是提高显示设备的质量。随着多媒体的出现，其尤其包括由移动电话等等代表的各种便携式通信系统的终端，预计创新的显示系统将在人机界面中扮演非常重要的角色。美国专利号5,914,073建议使用粘合地施加的层压材料，该层压材料是用紫外线固化的多元醇丙烯酸酯树脂罩涂的透明树脂。美国专利号6,329,041建议了一种三层硬涂层，其中间缓冲层用抗反射涂层罩涂。美国专利号6,376,060建议在硬涂层薄膜中引入无机填料。
LCDs在便携式终端的市场中扮演重要的角色，因为它们重量轻并且可以被制造得很紧凑，同时具有适合于许多类型的显示器的通用性。因为这些便携式终端常常在户外使用，因此通过尽可能完全地抑制闪光或者镜面反射，甚至在明亮的日光中也能确保其图像具有良好的可见性是重要的。为了确保这一点，优选将防闪光薄膜提供在显示器的表面上，以便散射外界光和抑制镜面反射。
美国专利号5,998,013公开了一种防闪光薄膜，其通过在透明的基材薄膜的表面上涂覆树脂来形成，该树脂包含填料例如附聚的二氧化硅。达到该目的的另一种方法是将基材表面结构化或者粗糙化。例如，基材的表面可以通过喷砂或者压纹等等，或者通过使用一种其中在基材表面上形成多孔薄膜的方法而直接被粗糙化。
美国专利号6,008,940描述了防闪光层，其包含具有粗的和细的颗粒并且折光指数为1.4-1.6的树脂。所述细的颗粒是亲水性的，并且具有大于0.5％的水分含量。美国专利6,217,176描述了防闪光薄膜，其包含一种树脂，该树脂包含两种类型的光学透明的细颗粒，以控制所述层的折射率。美国专利6,074,741描述了防闪光材料，其包含由紫外线可固化的树脂获得的粗糙化表面层，该树脂包含环氧化合物和光阳离子聚合引发剂以及两种不同数目的树脂粒。美国专利6,347,871描述了一种防闪光层，其包含两个树脂涂覆的层，其中顶层包含比底层中的那些具有较小尺寸的粒子。美国专利6,343,865涉及非闪光薄膜，在其上层压有低折光指数薄膜，使对比度的降低和变白得到抑制。
现有技术主要地教导了使用对称的球状颗粒。球形对称的聚合物粒子可以提供希望的防闪光性能，但是其高度弯曲的表面可能潜在地损害所述系统。当磨损时，这类球形粒子具有从涂层出来的倾向，因为在粒子/粘结剂界面处具有差的粘合性。这导致起尘和表面上微观的凹痕，导致透射雾度提高和图象对比度和清晰度降低。此外，当将防闪光涂层涂覆在柔性基材例如三乙酸纤维素上时，由于这类柔性基材通常以缠绕的卷形物形式被处理，因此对基材的粘合性变得越来越重要。
在工业中众所周知的是在涂层中使用聚集的二氧化硅粒子来提供防闪光性能。虽然这些粒子提供了控制的雾度和光泽度，它们可能在这类缠绕的柔性基材卷形物中造成严重的(cinch)磨损。
尽管在防闪光屏幕的领域中有这些教导，由于以上讨论的原因，仍然存在对开发耐用显示屏的需要，该显示屏具有任何一种防闪光的特征，因为在LCD中的起偏器的最外面的表面上涂覆了防闪光薄膜，其能防止来自例如太阳、荧光灯等等的光源的外界光在其上的镜面反射。特别地，希望具有这样一种防闪光光学薄膜，其同时具有希望的光泽度和雾度水平。
发明内容
本发明提供了一种光学薄膜，其包括在辐射固化的粘结剂中包含层状粘土粒子的层。本发明进一步提供了有用的分散体，用于生产所述薄膜的方法，以及包括所述薄膜的LCD或者触屏显示器。
本发明提供了同时具有希望的光泽度和雾度水平的材料。
具体实施方式
以上一般地描述了本发明。
术语“低分子量”指重均分子量小于10,000。通常，化合物将具有小于5,000的重均分子量。本发明提供了一种包含防闪光层的光学薄膜，其用于高清晰度图象显示设备例如LCD或者CRT面板，用于提供优异的防闪光性能，耐磨损，耐化学品和耐处理性能，以及其生产方法。按照本发明，本发明的防闪光层由涂覆在柔性透明载体上的包含层状粘土粒子的低聚物或者单体的光化辐射可固化的分散体得到，因此其提供了有利的性能，例如优良的成膜性能，优异的防闪光性能，低的雾度，优良的指纹抗性，耐磨性，韧性，硬度，优良的耐化学品性以及耐久性。光化辐射的实例包括紫外线(UV)辐射和电子束辐射。这些中，紫外线是优选的。
发明人已经发现，在辐射固化光学薄膜中使用层状粘土粒子，在相同的光泽度水平下，与对比例相比获得了希望的较低的雾度损失。第二种出乎意料的结果表明，本发明的许多实施方案甚至在用于防闪光层的粘土粒子的高的粒子填充量下也获得了类似的雾度和光泽度值。当希望包含粒子的层具有提高的韧性而需要较高的粒子填充量时，这可能是有利的。
可用于制造本发明防闪光层的紫外线可固化的组合物可以利用两种主要类型的固化化学，自由基化学和阳离子化学，进行固化。丙烯酸酯单体(反应性的稀释剂)和低聚物(反应性树脂和漆)是基于自由基的制剂的主要组分，为固化的涂层提供主要的物理性能。需要光引发剂来吸收紫外线能量，分解形成自由基，并且进攻丙烯酸酯基团的C＝C双键，以引发聚合。阳离子化学使用脂环族环氧树脂和乙烯基醚单体作为主要的组分。光引发剂吸收紫外线形成路易斯酸，其进攻环氧环而引发聚合。UV固化是指紫外线固化，并且包括使用波长在280到420nm之间、优选320到410nm之间的紫外辐射。
在可用于本发明的层中可以使用的紫外辐射可固化的树脂和漆的例子是由以下物质得到的那些：可光聚合的单体和低聚物，例如多官能化合物如多元醇的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯低聚物(在此使用的术语“(甲基)丙烯酸酯”指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯)，以及具有(甲基)丙烯酸酯官能团的多官能化合物的衍生物，例如乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯，或者新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯，以及其混合物，以及由低分子量聚酯树脂、聚醚树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、螺环缩醛(spiroacetal)树脂、环氧丙烯酸酯、聚丁二烯树脂和聚硫醇-聚烯树脂等等以及其混合物获得的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯低聚物，以及包含较大量反应性稀释剂的电离辐射-可固化的树脂。在此可用的反应性稀释剂包括单官能单体，例如乙基(甲基)丙烯酸酯，乙基己基(甲基)丙烯酸酯，苯乙烯，乙烯基甲苯，以及N-乙烯基吡咯烷酮，以及多官能单体例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，己二醇(甲基)丙烯酸酯，三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯，或者新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯。
在本发明中，除了其他的之外，被方便地使用的辐射可固化的漆包括聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物。这些衍生自二异氰酸酯与低(聚)酯或者低(聚)醚多元醇的反应，该反应产生异氰酸酯封端的聚氨酯。随后，羟基封端的丙烯酸酯与末端异氰酸酯基团反应。这种丙烯酰化为低聚物末端提供了不饱和度。聚氨酯丙烯酸酯的脂族或者芳族性质通过选择二异氰酸酯来决定。芳族二异氰酸酯，例如甲苯二异氰酸酯，将产生芳族聚氨酯丙烯酸酯低聚物。脂族聚氨酯丙烯酸酯通过选择脂族二异氰酸酯，例如异佛尔酮二异氰酸酯或者己基甲基二异氰酸酯来获得。除异氰酸酯的选择以外，多元醇主链在决定最终低聚物性能中具有关键的作用。多元醇一般分类为酯，醚，或者这两种的混合物。低聚物主链由两个或多个丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯单元封端，它们起用于自由基引发的聚合的活性位的作用。通过在异氰酸酯、多元醇和丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯未端单元中进行选择，在开发聚氨酯丙烯酸酯低聚物中具有很大的回旋余地。聚氨酯丙烯酸酯与大多数低聚物类似，通常具有高分子量和粘度。这些低聚物是多官能的并且包含多个活性位。由于具有增加的活性位数目，固化速率得到提高，并且最终产品是交联的。低聚物官能度可以为2到6。
特别地，方便地使用的辐射可固化的树脂包括由多元醇和其衍生物获得的多官能丙烯酸系化合物，例如季戊四醇的丙烯酸酯衍生物的混合物，例如由异佛尔酮二异氰酸酯获得的季戊四醇四丙烯酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯官能化的脂族聚氨酯。用于实施本发明的聚氨酯丙烯酸酯低聚物的某些市售可得的实例包括来自Sartomer公司(Exton，PA)的低聚物。方便地用于实施本发明的树脂的实例是来自Sartomer公司的CN968。
光聚合引发剂，例如苯乙酮化合物，二苯甲酮化合物，Michler苯甲酰基苯甲酸酯，α-戊基肟酯，或者噻吨酮化合物，以及光敏剂例如正丁胺，三乙胺，或者三正丁基膦，或者其混合物，被引入所述紫外线辐射固化组合物。在本发明中，方便地使用的引发剂是1-羟基环己基苯基酮和2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙酮-1。
提供防闪光性能的粒子被分散在如上所述的可辐射固化的防闪光层组合物中，并且是层状粘土粒子。此外，所述粒子通常具有2-1000m2/g的比表面积值。
因为其具有不规则结构，这类粒子可以形成与紫外线固化的基质的机械结合。这防止了在表面磨损期间粒子从防闪光层表面脱除和起尘，防止了表面雾度的增大。另一方面，球形粒子难以附着在表面层上，并且在处理期间具有较高的从表面上除去的可能性，导致表面出现凹痕和雾度提高。
提供防闪光性能的层状粘土粒子的实例包括层状结晶材料，其具有2到20微米，适合地2到15微米，并且希望地4到10微米的平均粒子尺寸。它们在所述层中的存在量为至少2重量％，并且低于50％，适合地大约2到40重量％，通常2到20％，并且希望地2到10％。
最适合于本发明的层状材料包括具有高纵横比的片状材料，纵横比是不对称粒子的长的方向与短的方向的比。用于本发明的优选的层状材料包括天然粘土，特别是天然绿土粘土，例如蒙脱土，囊脱石，贝得石，富铬绿脱石，锂蒙脱石，皂石，锌蒙脱石，sobockite，硅镁石，svinfordite，叙永石，magadiite，水羟硅钠石和蛭石，以及层状的双重(double)氢氧化物或者水滑石。最优选的层状材料包括天然蒙脱土，锂蒙脱石和水滑石，因为这些材料具有工业可得性。
适合于本发明的层状材料可以包括层状硅酸盐，例如蒙脱土，尤其是钠蒙脱石，镁蒙脱石，和/或钙蒙脱石，囊脱石，贝得石，富铬绿脱石，锂蒙脱石，皂石，锌蒙脱石，sobockite，硅镁石，svinfordite，蛭石，magadiite，水羟硅钠石，滑石，云母，高岭土，和其混合物。其他有用的层状材料可以包括伊利石，混合的层状伊利石/绿土矿物质，例如三八面体伊利石(ledikite)和伊利石与上面列举的层状材料的混合物。其他有用的层状材料，特别是对于阴离子基质聚合物有用的材料，可以包括层状双重氢氧化物粘土或者水滑石，例如Mg6Al3.4(OH)18.8(CO3)1.7H2O，其具有带正电荷的层和在层间空间中的可交换的阴离子。优选的层状材料是可溶胀的，因此其他试剂，通常有机离子或者分子，可以使层状材料张开，即插入和/或剥落层状材料，得到希望的无机相的分散体。这些可溶胀的层状材料包括2:1型的层状硅酸盐，如文献中定义的(例如H.Van Olphen的“粘土胶体化学入门(An introduction to clay colloid chemistry)，John Wiley & Sons出版社)。具有50到300毫克当量/100克的离子交换能力的典型的层状硅酸盐是优选的。通常，在将片状粒子引入防闪光涂层之前，希望将选择的粘土材料处理，以将片状粒子的附聚物分离成小晶体，还被称作局部取向胶。片状粒子的预分散或者分离还增大了粘结剂/小片状体的界面。可以使用任何能够实现上述目的的处理方法。有用的处理方法的实例包括用水溶性或者水不溶性的聚合物、有机试剂或者单体、硅烷化合物、金属或者有机金属化合物、有机阳离子(以进行阳离子交换)进行插层，以及这些的结合。
有用的使用聚合物和低聚物进行的预处理的实例包括在美国专利5,552,469和5,578,672中公开的那些，该专利在此引入作为参考。用于插入所述小片状体粒子的有用的聚合物的实例包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃、聚苯乙烯、聚己内酯、某些水可分散的聚酯和聚酰胺。
有用的使用有机试剂和单体进行的预处理以生产有机改性粘土的实例包括公开于EP 780,340A1中的那些，该专利在此引入作为参考。用于插入所述小片状体粒子的有用的有机试剂和单体的实例包括十二烷基吡咯烷酮、己内酯、己内酰胺、碳酸乙二酯、乙二醇、双羟基乙基对苯二甲酸酯、对苯二甲酸二甲酯等等或者其混合物。
有用的使用硅烷化合物进行的预处理的实例包括在WO 93/11190中公开的那些处理方法，该专利在此引入作为参考。有用的硅烷化合物的实例包括(3-缩水甘油氧基丙基)三甲氧基硅烷、2-甲氧基(聚亚乙基氧基)丙基七甲基三硅氧烷、十八烷基二甲基(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)氯化铵等等。
许多使用有机阳离子改性层状粒子的方法是已知的，并且这些中的任何方法均可以用于本发明方法，以提供有机改性粘土。本发明的一个实施方案是使用有机阳离子改性层状粒子，这通过以下方法进行：将层状粒子材料分散在热水中，所述热水最优选为50到80℃，在搅拌下加入有机阳离子盐或者有机阳离子盐的混合物(纯的或者溶解在水中或者醇中)，然后混合足够的时间，使得所述有机阳离子交换存在于粘土材料的层间空间中的大部分金属阳离子。然后，通过本领域已知的方法将有机改性层状粒子材料分离，这些方法包括，但不局限于，过滤、离心、喷雾干燥和其组合。希望的是使用足够量的有机阳离子盐，以用有机阳离子交换层状粒子的空间中的大部分金属阳离子；因此可以使用至少大约1当量有机阳离子盐，并且可以使用最多大约3当量的有机阳离子盐。优选使用大约1.1到2当量的有机阳离子盐，更优选的大约1.1到1.5当量的有机阳离子盐。希望的，但不是必要的，是通过洗涤及其他本领域已知的技术除去大部分金属阳离子盐和大部分过量有机阳离子盐。通过本领域已知的方法将有机粘土的粒子尺寸降低，包括，但不局限于，研磨、粉碎、锤磨、喷射研磨和其组合。优选将平均粒子尺寸降低至直径低于100微米，更优选直径低于50微米，并且最优选直径低于20微米。用于本发明方法的有用的有机阳离子盐可以表示为：
Figure A20048003108500121
M表示氮或者磷；X-表示阴离子，其选自卤素、氢氧根或者乙酸根阴离子，优选氯根和溴根；R1、R2、R3和R4独立地选自有机和低聚的配体或者可以是氢。有用的有机配体的实例包括，但是不局限于，具有1到22个碳原子的直链或者支链烷基，在结构的烷基部分中具有1到22个碳原子的直链或者支链的芳烷基，其为苄基和包含稠环部分的取代的苄基部分，芳基例如苯基和包括稠环芳族取代基的取代的苯基，具有6个或者以下碳原子的β，γ不饱和基团，和具有2到6个碳原子的氧化烯基团。有用的低聚配体的实例包括，但是不局限于，聚氧化烯，聚苯乙烯，聚丙烯酸酯和聚己内酯。
有用的有机阳离子的实例包括，但是不局限于，烷基铵离子，例如十二烷基铵，十八烷基铵，双(2-羟乙基)十八烷基甲基铵，十八烷基苄基二甲基铵，四甲基铵，或者其混合物，和烷基磷离子例如四丁基磷，三辛基十八烷基磷，四辛基磷，十八烷基三苯基磷，或者其混合物。适合的聚烷氧基化的铵化合物的说明性实例包括可以商标名Ethoquad或者Ethomeen从Akzo Chemie America得到的那些，即Ethoquad 18/25，其为十八烷基甲基双(聚环氧乙烷[15])氯化铵，和Ethomeen 18/25，其为十八烷基双(聚环氧乙烷[15])胺，其中括号中的数字指环氧乙烷单元的总数。最优选的有机阳离子是十八烷基甲基双(聚环氧乙烷{15})氯化铵。
对于本发明防闪光层可使用的溶剂的实例包括溶剂，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、环己烷、庚烷、甲苯和二甲苯，酯例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯和其混合物。通过适当选择溶剂，透明塑料基材薄膜和涂层树脂之间的粘合性可以得到提高，同时最小化增塑剂及其他附加物从透明塑料基材薄膜中迁移。对于基材例如TAC，适合的溶剂是芳烃和酯溶剂，例如甲苯和乙酸丙酯。
涂料组合物还可以包含有机溶剂，优选有机溶剂的浓度是总涂料组合物的1-99％重量百分数。
将包含这些层状粘土粒子的紫外线可聚合的单体和低聚物施加到透明的挠性基材上，随后暴露于紫外辐射，形成光学透明的交联的耐磨的层。优选的UV固化吸光能量在30到1000mJ/cm2之间。
防闪光层的厚度通常为大约0.5到50微米，优选1到20微米，更优选2到10微米。
本发明的防闪光层是特别有利的，因为其具有优越的物理性能，包括优异的耐水渗透性，耐指印性，耐褪色和变黄性，优越的透明度，以及为提供耐刮痕性、耐磨性和耐粘连性所需要的韧性。
防闪光层优选是无色的。但是特别地考虑到，这种层可以为了彩色校正的目的，或者为了特殊效果而具有某些颜色，只要其不有害地影响显示器的制造或者通过外涂层观看。因此，可以将提供颜色的染料引入所述聚合物。此外，可以将为所述层提供希望的性能的添加剂引入所述聚合物。根据特定的层的功能，可以将其他附加的化合物加入所述涂料组合物，包括表面活性剂，乳化剂，涂布助剂，润滑剂，消光粒子，流变调节剂，交联剂，防阴翳剂，无机填料例如导电和不导电的金属氧化物粒子，颜料，磁粉，杀生物剂等等。
本发明的防闪光层可以通过任何的大量众所周知的技术施加，例如浸涂，棒条涂覆，刮涂，气刀涂布，凹版涂布和逆辊涂布，缝隙涂覆，挤出涂覆，滑动涂覆，幕涂等等。在涂覆之后，所述层通常通过简单的蒸发干燥，其可以通过已知的技术例如对流加热加速。已知的涂覆和干燥法更详细地描述在Research Disclosure No.308119，1989年12月出版，第1007到1008页中。
在本领域中众所周知的消光粒子也可以被用于本发明的涂料组合物，这类消光剂已经描述在Research Disclosure No.308119，1989年12月出版，第1008到1009页中。当使用聚合物消光粒子时，所述聚合物可以包含反应性的官能团，该官能团能够与粘结剂聚合物通过分子间交联形成共价键，或者通过与交联剂反应形成共价键，以提高消光粒子对涂覆层的粘合性。
为了降低本发明光学薄膜的滑动摩擦和提高涂层的抗划伤性，紫外线固化聚合物可以包含氟代的或者基于聚硅氧烷的组分，并且所述涂料组合物还可以包含润滑剂或者润滑剂混合物。典型的润滑剂包括例如(1)液体石蜡和石蜡或者似蜡的材料，例如巴西棕榈蜡，天然和合成蜡，石油蜡，矿物蜡等等；(2)高级脂肪酸和衍生物，高级醇和衍生物，高级脂肪酸的金属盐，高级脂肪酸酯，高级脂肪酸酰胺，高级脂肪酸的多元醇酯等等，它们公开于美国专利号2,454,043；2,732,305；2,976,148；3,206,311；3,933,516；2,588,765；3,121,060；3,502,473；3,042,222；和4,427,964，英国专利号1,263,722；1,198,387；1,430,997；1,466,304；1,320,757；1,320,565；和1,320,756；以及德国专利号1,284,295和1,284,294中；(3)包含全氟-或氟-或氟氯-的材料，其包括聚四氟乙烯，聚三氟氯乙烯，聚偏二氟乙烯，聚(三氟氯乙烯-共聚-氯乙烯)，包含全氟烷基侧基的聚(甲基)丙烯酸酯或者聚(甲基)丙烯酰胺，等等。然而，为了使紫外线固化防闪光层具有持续的润滑性，优选的是可聚合润滑剂，例如Additive 31，甲基丙烯酰氧基官能的硅氧烷聚醚共聚物(来自Dow Corning公司)。
为了成功地输送本发明的材料，希望在制造过程中降低由卷材输送所引起的静电。因为本发明的防闪光层在输送设备例如辊子和驱动钳口上运动时，可能由于卷材积累的静电放电而带电，因此为了避免吸引尘垢，减少静电是必需的。本发明的透明聚合物基材材料当它们在输送期间接触机器部件时具有明显的积累静电荷的倾向。使用抗静电材料，以减少本发明卷材材料上积累的电荷是希望的。
抗静电材料可以涂覆在本发明的卷材材料上，并且可以包含本领域中任何已知的能够涂覆在透明的卷材材料上以降低在照相纸的输送期间的静电的材料。抗静电涂层的实例包括导电的盐和胶态氧化硅。本发明基材材料的希望的抗静电性能还可以借助于作为所述聚合物层的整体部分的抗静电添加剂来获得。引入能够迁移到聚合物的表面而提高电导率的添加剂包括脂族季铵化合物，脂肪族胺，和磷酸酯。其他类型的抗静电添加剂是吸湿的化合物，例如聚乙二醇类，和降低卷材材料的摩擦系数的疏水性滑爽添加剂。抗静电涂层可以被引入所述基材的任何侧面。优选的抗净电剂涂层的表面电阻率在50％RH下为低于1013欧姆/平方。此外，还可以将附加的导电层提供在与防闪光层相同的基材侧面上或者基材的两个侧面上。
本发明的基材材料可以包括各种透明的聚合物薄膜，例如由以下物质获得的薄膜：三乙酰纤维素(TAC)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，双乙酰纤维素，醋酸丁酸纤维素，乙酸丙酸纤维素，聚醚砜，聚丙烯酸基树脂(例如聚甲基丙烯酸甲酯)，聚氨酯基树脂，聚酯，聚碳酸酯，芳族聚酰胺，聚烯烃(例如聚乙烯，聚丙烯)，由氯乙烯获得的聚合物(例如聚氯乙烯和氯乙烯/醋酸乙烯酯共聚物)，聚乙烯醇，聚砜，聚醚，聚降冰片烯，聚甲基戊烯，聚醚酮，(甲基)丙烯腈，玻璃等等。薄膜厚度可以为大约1到50密耳。
虽然希望的是这些透明的基材的光透射率尽可能高，但是按照JISK 7105 & ASTM D-1003利用BYK Gardner Haze-Gard Plus仪器测定的光透射率应该为至少80％，或者优选至少90％，或者最优选至少93％。当透明的基材被用于安装在小的和重量轻的液晶显示器上的防闪光材料时，所述透明基材优选是塑料薄膜。虽然从降低总重量角度讲希望透明基材的厚度尽可能薄，但是考虑到防闪光材料的产率及其他因素，厚度应该是1到50密耳。
透明基材材料中，因为其总体的耐久性和机械强度，TAC、聚碳酸酯和聚酯是优选的。此外，TAC对于液晶显示器是特别优选的，因为其具有足够低的双折射率，并且可以层压将非闪光薄膜和偏振装置彼此层压，并且此外利用所述防闪光薄膜，可以提供具有优异的显示质量的显示设备。
可用于本发明的TAC薄膜可以是本领域中已知的任何一种。三乙酸纤维素的乙酰基值优选在35％到70％，特别是55％到65％范围之内。醋酸纤维素的重均分子量优选在70,000到200,000，特别是80,000到190,000范围之内。醋酸纤维素的多分散指数(重均除以数均分子量)在2到7，特别是2.5到4范围之内。醋酸纤维素可以从纤维素起始材料获得，所述纤维素起始材料由木浆或者棉绒获得。醋酸纤维素可以利用脂肪酸例如丙酸或者丁酸酯化，只要乙酰基值满足所述希望的范围。
醋酸纤维素薄膜通常包含增塑剂。增塑剂的实例包括磷酸酯例如磷酸三苯酯，磷酸联苯基二苯基酯，磷酸三甲苯酯，磷酸甲苯二苯基酯，磷酸辛基二苯基酯，磷酸三辛酯，和磷酸三丁酯；和邻苯二甲酸酯例如邻苯二甲酸二乙酯，邻苯二甲酸二甲氧基乙酯，邻苯二甲酸二甲酯，和邻苯二甲酸二辛酯。羟基乙酸酯的优选的实例是甘油三醋酸酯，甘油三丁酸酯，甘醇酸丁基邻苯二甲酰基丁酯，甘醇酸乙基邻苯二甲酰基乙基酯，和甘醇酸甲基邻苯二甲酰乙基酯。可以结合使用上面提到的两种或多种增塑剂。所述增塑剂优选以不大于20重量％、特别是5％到15重量％的量包含在所述薄膜中。由不同于三乙酸纤维素的聚合物制备的薄膜也可以适当地包含上述增塑剂。
本发明的TAC可以包含无机或者有机化合物的粒子，以提供表面润滑作用。无机化合物的实例包括二氧化硅、二氧化钛、氧化铝、氧化锆、碳酸钙、滑石、粘土、煅烧高岭土、煅烧硅酸钙、水合硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁和磷酸钙。优选的是二氧化硅、二氧化钛和氧化锆，并且特别是二氧化硅。有机化合物(聚合物)的实例包括硅氧烷树脂、氟树脂和丙烯酸树脂。优选的是丙烯酸树脂。
TAC薄膜优选通过利用溶剂流延方法制备。更详细地，溶剂流延方法包括以下步骤：将从溶液给进装置(模头)的狭缝中进料的聚合物溶液在基材上流延，并且将流延层干燥，形成薄膜。在大规模生产中，所述方法可以例如通过在连续移动的带式传送机(例如环形带)或者连续转鼓上流延聚合物溶液(例如三乙酸纤维素的涂料)，然后将流延层的溶剂蒸发的步骤来进行。
任何基材都可以用于溶剂流延方法，只要所述基材具有在其上形成的薄膜可以从其上被剥离的性能。不同于金属和玻璃板的基材(例如塑料薄膜)是可使用的，只要所述基材具有上述性能。可以使用任何模头，只要其可以以均匀的速率进料溶液。此外，作为将溶液进料到模头的方法，可以利用用泵以均匀的速率将溶液进料的方法。在小规模生产中，可以使用能够以适当的量保持所述溶液的模头。
在溶剂流延方法中使用的聚合物需要能够溶解在溶剂中。此外，对于在光学产品中应用，由聚合物形成的薄膜通常需要具有高透明度和小的光学各向异性。此外，所述聚合物优选具有与吸收剂的相容性。作为用于溶剂流延方法中的聚合物，优选的是三乙酸纤维素。然而，可以使用其他聚合物，只要它们满足上述条件。
在使用三乙酸纤维素作为聚合物的情况下，通常使用二氯甲烷和甲醇的混合溶剂。可以使用其他溶剂例如异丙醇和正丁醇，只要三乙酸纤维素不沉淀(例如在制备涂料或者将粒子加入所述涂料的过程中)。三乙酸纤维素和溶剂在涂料中的比率优选为10∶90到30∶70重量(三乙酸纤维素∶溶剂)。
就其化学及物理特性而言，可用于本发明中的聚碳酸酯树脂优选为芳族碳酸酯，并且特别地双酚A型聚碳酸酯是优选的。在它们当中，更优选的是这样一种双酚A型衍生物，其中在苯酚A部分中引入了苯环、环己烷环或者脂族烃基团。特别优选的是通过使用衍生物生产的聚碳酸酯，在该衍生物中，相对于中央碳原子不对称地引入了至少一个这些基团。例如，优选使用利用这样的碳酸酯制备的聚碳酸酯，其中连接于双酚A的中央碳原子的两个甲基被苯基替代，或者双酚A的每个苯环的氢原子相对于中央碳原子不对称地被取代基例如甲基或者苯基替代。具体地是通过光气方法或者酯交换方法，由4，4’-二羟基-二苯基烷烃或者其卤素取代的衍生物制备的那些，例如4，4’-二羟基-二苯基甲烷、4，4’-二羟基-二苯基乙烷或者4，4’-二羟基-二苯基丁烷。
聚碳酸酯树脂可以以与其他透明树脂例如聚苯乙烯型树脂、聚甲基丙烯酸甲酯型树脂或者醋酸纤维素型树脂的混合物的形式使用。醋酸纤维素型薄膜的至少一个侧面可以与聚碳酸酯树脂层压。制备可用于本发明中的聚碳酸酯型树脂薄膜的方法不被特别地限制。可以使用通过挤出法、溶剂流延方法和压延方法的任何一种制备的薄膜。可以使用单轴拉伸薄膜或者双轴拉伸薄膜。考虑到表面精细度和光学各向同性，溶剂流延薄膜是优选的。
用于本发明中的聚碳酸酯树脂薄膜具有110℃或者更高的玻璃化转变点(优选120℃或者更高)，和0.3％或者以下(优选，0.2％或者以下)的吸水率，其中含水量在浸渍在23℃下的水中24小时之后测量。
在通过各种类型的涂覆方法涂覆所述非闪光层的情况下，从耐热性、耐溶剂性、可加工性、机械强度等等的角度讲，另一种优选的材料是用于透明的基材材料的PET。在特别优选的实施方案中，本发明的防闪光涂层被涂覆在上述透明聚合物薄膜的至少一个侧面上。在这样的实施方案中，防闪光薄膜可以有利地用作偏振元件的保护膜，所述偏振元件包括起偏振片和在所述起偏振片的一个侧面或者两侧上提供的保护膜。
本发明还涉及本发明的薄膜在显示器例如LCD显示器中的用途，以及触屏显示器。起偏器元件可以容易地使用本发明的防闪光薄膜，并且很明显，在触屏显示器中防闪光特征是重要的。
本发明的另一个方面包括防闪光薄膜，其具有适当的透射雾度、光泽度和高透明度的平衡，因此可用于各种应用，包括高清晰度应用，其中要求光泽度值低于130，透射为至少90％，并且透射雾度值低于50。
实施例
以下实施例举例说明本发明的光学薄膜的制备方法。
材料
紫外辐射可固化的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，CN 968，从Sartomer获得。引发剂，Irgacure907从Ciba-Geigy获得。使用的固化灯是来自Fusion UV Systems，Inc.的D灯。聚酰胺粒子，Orgasol 3501 EX D NAT1(P1，平均粒子尺寸10微米)从ATOFINA化学品公司获得。层状粘土粒子，Claytone HT(P2，平均粒子尺寸4um)，从Southern Clay Products获得。全部涂层被涂覆在3.2密耳TAC上。
雾度和光泽度测量
雾度利用BYK Gardner Haze-Gard Plus仪器按照ASTM D-1003和JIS K-7105方法测定。光泽度利用BYK Gardner micro Tri光泽计按照ASTM D523，ASTM D2457，ISO 2813和JIS Z 8741方法测定。在上述表中的雾度和光泽度数据表示对每个样品进行多次读数获得的平均值。
实施例1-9(防闪光涂层)
对比例1的防闪光溶液通过将10克CN-968溶解在10克乙酸正丙酯中来制备。在该溶液中加入0.2克Orgasol 3501 EX D NAT 1尼龙珠粒，并且充分地混合，形成分散体。最后，将0.2克Irgacure 907溶解在所述分散体中。将所述溶液涂覆在TAC上并且干燥，然后在0.4J/cm2下固化，获得了标称干燥覆盖度(1000mg/ft2)10.8g/m2的防闪光涂层。其余对比例以类似过程制备，但是使用表1中指明的适当的配方变化。
本发明实施例6的防闪光溶液通过将24克紫外线可固化的低聚物CN 968溶解在10克乙酸正丙酯中来制备。向该溶液中加入1.2克粘土粒子，7.3克甲苯和7.3克甲醇，制造分散体。最后，加入0.5g的Irgacure907，并且充分地混合。将所述溶液涂覆在TAC上并且干燥，然后在0.4J/cm2下固化，获得了标称干燥覆盖度(1000mg/ft2)10.8g/m2的防闪光涂层。
                         表1
  实施例  粒子描述(重量％，相对于粘结剂)   平均雾度   ％光泽度
  1  P1(2)   4.16   103.36
  2  P1(4)   9.05   70.46
  3  P1(6)   17.54   44.04
  4  P1(8)   18.36   43.50
  5  P1(10)   31.98   23.64
  6(本发明)  P2(5)   2.56   103.33
  7(本发明)  P2(8)   6.48   68.30
  8(本发明)  P2(12)   17.68   36.50
  9(本发明)  P2(15)   33.24   22.70
正如表1所示，在可比的光泽度值下，层状粘土粒子在降低雾度值方面优于对比例尼龙粒子。比较实施例1与6和2与7，很明显在没有相同的雾度损失下，层状粘土粒子具有更好的降低光泽度的作用。
特别地参考某些优选的实施方案详细地描述了本发明，但是应当理解，在本发明范围内可以作出改变和修正。在本说明书中提到的专利及其他出版物的全部内容在此引入作为参考。

Claims (48)

1.一种光学薄膜，其包括在辐射固化的粘结剂中包含层状粘土粒子的层。
2.权利要求1的光学薄膜，其中辐射固化的粘结剂包括由多元醇获得的多官能丙烯酸系化合物。
3.权利要求2的光学薄膜，其中辐射固化的粘结剂包括选自以下的重复基团：乙氧基化的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯，和新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯。
4.权利要求2的光学薄膜，其中辐射固化的粘结剂包括选自以下的重复基团：季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯。
5.权利要求1的光学薄膜，其中辐射固化的粘结剂包括由低分子量聚酯树脂、聚醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂获得的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯低聚物。
6.权利要求1的光学薄膜，其中辐射固化的粘结剂包括聚氨酯丙烯酸酯化合物。
7.权利要求1的光学薄膜，其中辐射固化的粘结剂包括由异佛尔酮二异氰酸酯获得的脂族聚氨酯丙烯酸酯。
8.权利要求1的光学薄膜，其中辐射固化的粘结剂包括由脂族聚酯多元醇获得的聚氨酯丙烯酸酯。
9.权利要求1的光学薄膜，其中所述粒子包括层状有机改性粘土粒子。
10.权利要求1的光学薄膜，其中所述粒子具有1到10微米的平均尺寸。
11.权利要求1的光学薄膜，其中所述粒子以所述层的至少2％重量存在。
12.权利要求1的光学薄膜，其中所述粒子以低于所述层的50％重量存在。
13.权利要求1的光学薄膜，其中粘土的量足以提供低于100的光泽度。
14.权利要求1的光学薄膜，其中粘土的量足以提供低于80的光泽度。
15.权利要求1的光学薄膜，其中粘土的量足以提供低于60的光泽度。
16.权利要求1的光学薄膜，其中粘土的量足以提供低于30的雾度。
17.权利要求1的光学薄膜，其中粘土的量足以提供低于20的雾度。
18.权利要求1的光学薄膜，其中粘土的量足以提供低于15的雾度。
19.权利要求14的光学薄膜，其中粘土的量足以提供低于20的雾度。
20.权利要求1的光学薄膜，其还包含硅氧烷丙烯酸酯润滑剂。
21.权利要求13的光学薄膜，其中硅氧烷丙烯酸酯润滑剂是甲基丙烯酰氧基官能的硅氧烷聚醚共聚物。
22.权利要求1的光学薄膜，其中所述薄膜被沉积在透明的聚合物基材上。
23.权利要求22的光学薄膜，其中所述基材选自三乙酰纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、双乙酰纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、聚醚砜、聚丙烯酸基树脂、聚氨酯基树脂、聚酯、聚碳酸酯、芳族聚酰胺、聚烯烃、由氯乙烯获得的聚合物、聚乙烯醇、聚砜、聚醚、聚降冰片烯、聚甲基戊烯、聚醚酮和(甲基)丙烯腈。
24.权利要求22的光学薄膜，其中所述基材是三乙酰纤维素。
25.权利要求1的光学薄膜，其中总透光率大于90％。
26.权利要求1的光学薄膜，其包括包含辐射固化的粘结剂的层，所述辐射固化的粘结剂由季戊四醇官能化的脂族聚氨酯的(甲基)丙烯酸酯衍生物的混合物获得。
27.权利要求26的光学薄膜，其中所述混合物包含季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯官能化的脂族聚氨酯。
28.权利要求1的光学薄膜，其包括包含由异佛尔酮二异氰酸酯获得的辐射固化的粘结剂的层。
29.一种涂料分散体，其包含辐射可固化的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，层状粘土粒子，辐射敏感的固化剂，和有机溶剂。
30.权利要求29的分散体，其中所述粘土是有机改性粘土。
31.权利要求29的涂料分散体，其中所述有机溶剂包括酯溶剂和芳烃。
32.权利要求29的涂料分散体，其中所述辐射敏感固化剂包括紫外线敏感固化引发剂。
33.一种形成光学薄膜的方法，其包括提供柔性透明聚合物基材，在该基材上施加在有机溶剂中的包含多官能丙烯酸系化合物的辐射可固化的粘结剂、层状粘土粒子的涂料，并且将所述涂料辐射固化，以形成层。
34.权利要求33的方法，其中所述涂料还包含硅氧烷丙烯酸酯。
35.权利要求33的方法，其中辐射可固化的粘结剂包括选自以下的重复基团：乙氧基化的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯，二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯，季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯，1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯，和新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯。
36.权利要求33的方法，其中辐射可固化的粘结剂包括选自以下的重复基团：季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯。
37.权利要求33的方法，其中辐射可固化的粘结剂包括由低分子量聚酯树脂、聚醚树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂获得的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯低聚物。
38.权利要求33的方法，其中辐射可固化的粘结剂包括包含聚氨酯丙烯酸酯的化合物。
39.权利要求33的方法，其中辐射可固化的粘结剂包括由异佛尔酮二异氰酸酯获得的脂族聚氨酯丙烯酸酯。
40.权利要求33的方法，其中辐射可固化的粘结剂包括由脂族聚酯多元醇获得的聚氨酯丙烯酸酯。
41.权利要求33的方法，其中所述粒子包括有机改性粘土粒子。
42.权利要求33的方法，其中所述粒子具有2到10微米的平均尺寸。
43.权利要求33的方法，其中所述粒子以所述层的至少2％重量的量存在。
44.权利要求33的方法，其中所述粒子以低于所述层的50％重量的量存在。
45.一种液晶显示器，其包含权利要求1的光学薄膜。
46.一种液晶显示器，其包含权利要求27的光学薄膜。
47.一种触屏显示器，其包含权利要求1的光学薄膜。
48.一种触屏显示器，其包含权利要求27的光学薄膜。
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