CN110703378B - 光学多层膜、包括其的光学部件及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的包括依次层叠聚酯基材层、底涂层及硬涂层而成的层叠体的光学多层膜可通过调节上述基材层的面内相位差和各个层的折射率，来可在防止彩虹斑点和可视性下降的同时提高机械物性。因此，包括上述光学多层膜的光学部件及显示装置具有良好的光学特性，即使在严苛的环境下，也可正常运行。

Description

光学多层膜、包括其的光学部件及显示装置
技术领域
本实例涉及光学物性及机械物性良好的光学多层膜、包括其的光学部件及显示装置。
背景技术
最近，随着对于液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)的需求剧增，对于可以被称为上述液晶显示装置的必要部件的偏光板的关注也日益增长。偏光板起到将向多个方向进行振动并入射的自然光变为仅向一侧方向振动的光的作用，是提供规定的透射光并改变透射光的色调的必要部件。
偏光板具有在偏光器的一面或两面层叠有保护膜的结构，在此情况下，偏光器主要使用聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)膜。并且，作为保护膜，主要使用三醋酸纤维素(triacetyl cellulose，TAC)。
三醋酸纤维素膜的相位差受到控制，从而具有光学各向同性，并且具有高透光度和无缺陷表面的优点。但是，三醋酸纤维素膜承受热量和湿度的能力脆弱，因此，当在高温高湿的环境下长时间使用时，偏光度会降低，并存在因水分降解而发生在边缘的光过多露出的漏光现象等耐久性低的问题。
另一方面，随着液晶显示装置(LCD)的功能及用途多样化，需要在更加严峻的环境下也可以正常工作的液晶显示器。对此，最近，如日本公开专利公报第2011-532061号及2010-118509号所示，正在尝试用聚酯材料的膜代替三醋酸纤维素膜的研究。尤其，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜的机械物性、耐药品性、水分隔断性等优秀，从而可以满足这些需求。
发明内容
由于聚对苯二甲酸乙二酯等的聚酯膜的双折射极强，因此，在偏光器与液晶之间对偏光状态引发失真现象，由此产生可视性明显下降的问题。代表性的例有在保护膜的表面产生彩虹斑点。近来，随着液晶显示装置实现高亮度、高色纯度，如上所述的彩虹斑点显得更明显，因而将聚对苯二甲酸乙二酯等的聚酯膜用作保护膜方面存在很大问题。
以下提出的实例用于消除如上所述的问题及局限性，具有如下目的。首先，本实例的目的在于，提供在通过不产生彩虹斑点来对可视性不产生影响的同时具有良好的结晶度、拉伸强度、铅笔硬度等机械物性的光学多层膜、其制作方法、包括其的光学部件及显示装置。
根据一实例，本发明提供一种光学多层膜，即，包括依次层叠基材层、底涂层及硬涂层而成的层叠体，上述基材层包含聚酯树脂，上述基材层的最小面内相位差(Romin)为150nm以下，面内相位差的变化量与宽度方向的位移之比(|ΔRo|/|Δx|)小于550nm/3m，当将上述基材层、底涂层及硬涂层的折射率分别设为n1、n2及n3时，满足下式(1)至式(4)：
n3＜n2＜n1 (1)；
0.10≤n1－n3≤0.15 (2)；
0≤n1－n2≤0.10 (3)；
0≤n2－n3≤0.10 (4)。
根据再一实例，本发明提供一种上述光学多层膜的制作方法，即，包括：步骤(1)，挤出聚酯树脂来获得未延伸板；步骤(2)，在70℃至90℃的条件下对上述未延伸板进行预热之后，按照2.0至5.0的长度方向的延伸比(R1)及2.0至5.0的宽度方向的延伸比(R2)进行延伸；步骤(3)，在150℃至250℃的条件下对所延伸的上述板进行热固化来制作基材层；以及步骤(4)，在上述基材层上依次层叠底涂层以及硬涂层。
根据另一实例，本发明提供一种光学部件，上述光学部件包括：偏光器；以及上述光学多层膜，该光学多层膜配置于上述偏光器的至少一面上。
根据还有一实例，本发明提供一种显示装置，上述显示装置包括：显示板；以及上述光学部件，该光学部件配置于上述显示板的上部面及下部面中的至少一面上。
上述实例的光学多层膜及包括其的光学部件由于不产生彩虹斑点而不对可视性产生影响，由于拉伸强度、铅笔硬度等的机械物性良好，因而耐久性优秀。因此，具有实例所述的光学部件的显示装置具有良好的光学特性，即使在严苛的环境下，也可正常运行，因而能够以多种用途进行使用。
附图说明
图1示出一实例的光学多层膜的剖视图。
图2为用于说明沿着膜的宽度方向的位移及宽度中心的图。
图3a及图3b示出对于实施例1中的膜的基材层分别测定在整个有效宽度中的面内相位差(Ro)和厚度方向相位差(Rth)的结果。
图4示出一实例的偏光板的剖视图。
图5示出一实例的液晶显示装置的剖视图。
图6示出一实例的有机电致发光显示装置的剖视图。
图7例示适用于液晶显示装置的背光单元的多种光的光谱。
附图标记的说明
10：(上部)偏光板 10'：(下部)偏光板
11：偏光器 12：光学多层膜
12a：基材层 12b：底涂层
12c：硬涂层 70：液晶板
71：滤光片基板 72：液晶层
73：薄膜晶体管(TFT)基板 80：背光单元
90：有机电致发光板 91：有机电致发光基板
92：驱动基板 A、B：宽度中心
A'、A”、B'、B”：从宽度中心移动的位置
具体实施方式
以下，在实例中记载为所说明的各个膜、板或层等形成于各个膜、板或层等的“上(on)”或“下(under)”的情况下，“上(on)”或“下(under)”意味着直接(directly)或隔着其他结构要素间接(indirectly)形成的情况。
并且，为了说明，图中的各个结构要素的大小可以被放大，而并非意味着实际适用的大小。
并且，应当理解，除非有特殊记载，表示本说明书中所记载的结构成分的物性值、尺寸等的所有数值范围在所有情况下均通过术语“约”来修饰。
光学多层膜
图1示出一实例的光学多层膜的剖视图。
参照图1，一实例的光学多层膜12包括依次层叠基材层12a、底涂层12b及硬涂层12c而成的层叠体，上述基材层包含聚酯树脂，上述基材层12a的最小面内相位差(Romin)为150nm以下，面内相位差的变化量与宽度方向的位移之比(|ΔRo|/|Δx|)小于550nm/3m，当上述基材层、底涂层及硬涂层的折射率分别设为n1、n2及n3时，满足下式(1)至式(4)：
n3＜n2＜n1 (1)；
0.10≤n1－n3≤0.15 (2)；
0≤n1－n2≤0.10 (3)；
0≤n2－n3≤0.10 (4)。
基材层的相位差
上述基材层的面内相位差(Ro)可为500nm以下、400nm以下、300nm以下或200nm以下。尤其，上述基材层的最小面内相位差(Romin)为150nm以下。具体地，上述基材层的最小面内相位差可为120nm以下、100nm以下、85nm以下、75nm以下或65nm以下。当处于上述范围时，可最大限度地降低彩虹斑点的发生。
另一方面，上述基材层的面内相位差的下限值可为0nm，或者，为了光学特性和机械物性的均衡，可以将上述面内相位差(Ro)的下限值设定为10nm以上、30nm以上或50nm以上。
并且，上述基材层的厚度方向相位差(Rth)可以为5000nm以上或5500nm以上。
尤其，上述基材层的最大厚度方向相位差(Rthmax)可以为6000nm以上，例如，6500nm以上，例如，7500nm以上，例如，8000nm以上，例如，8500nm以上。
上述厚度方向相位差可以为以厚度40μm至50μm为基准的测定值。当处于上述范围时，分子的取向度也将增加，由此，结晶化得到促进，从而在机械物性方面优选。并且，厚度方向相位差(Rth)越大，厚度方向相位差(Rth)与面内相位差(Ro)的比(Rth/Ro)越大，因此，可以有效抑制彩虹斑点。
另一方面，考虑到在上述光学多层膜去除彩虹斑点的厚度限制及费用，可将上述厚度方向相位差(Rth)的上限值设定为16000nm以下，15000nm以下或14000nm以下。
上述面内相位差(in-plane retardation，Ro)为通过膜的平面内的正交的二轴(参照图2)的折射率的各向异性(△Nxy＝|Nx-Ny|)和膜厚度d(nm)的乘积(△Nxy×d)定义的参数，是呈现光学各向同性或各向异性的尺度。并且，在膜的平面内的多个位置分别测定面内相位差(Ro)时，上述最小面内相位差(Romin)为所测定的最低值。
并且，厚度方向相位差(thickness direction retardation，Rth)为通过当从膜厚度方向的剖面观察时的作为2个双折射的△Nxz(＝|Nx-Nz|)及△Nyz(＝|Ny-Nz|)分别乘以膜厚度d来获取的相位差的平均定义的参数。并且，当在膜的平面内的多个位置分别测定厚度方向相位差(Rth)时，上述最大厚度方向相位差(Rthmax)为所测定的最高值。
根据一实例的膜制作工序，在膜的宽度中心可呈现最小面内相位差及最大厚度方向相位差。因此，膜的最小面内相位差及最大厚度方向相位差可以为在膜的宽度中心测定的值。在本说明书中，如图2所示，“宽度中心”可以定为为向宽度方向(TD)及长度方向(MD)延伸的之后的膜所具有的宽度的中心位置A、B。在上述膜中并不仅存在一个宽度中心，可根据测定位置随意设定。另一方面，在制作之后，以多种形态裁剪的最终膜的宽度中心可以与最初膜(裁剪之前的膜)的宽度中心不相同，在这种情况下，在膜的宽度中心有可能不呈现最小面内相位差及最大厚度方向相位差。
并且，当将膜适用于大画面用途的光学部件时，优选地，在有效宽度内的面内相位差的偏差(即，最大值与最小值的差异)小。其中，如图2所示，有效宽度是指从宽度中心(A)沿着宽度方向(x轴)朝向两末端移动规定距离的位置A'、A”之间的距离，例如，可被定义为从宽度中心相距±1500mm，即，约为3000mm。另一方面，如上所述，在制作之后，以多种形态裁剪的最终膜的宽度中心可以与最初膜(裁剪之前的膜)的宽度中心不相同。在这种情况下，有效宽度是指从在膜中呈现出最小面内相位差的位置沿着宽度方向朝向两末端移动规定距离的位置之间的距离。
上述基材层的有效宽度内的面内相位差的偏差小。具体地，在上述基材层中，面内相位差的变化量与宽度方向的位移之比(|ΔRo|/|Δx|)小于550nm/3m。具体地，上述基材层的|ΔRo|/|Δx|值可小于450nm/3m、小于350nm/3m、小于300nm/3m或小于270nm/3m。其中，宽度方向的位移(Δx)是指宽度方向(x轴)上的规定位置之间的距离(x2－x1)，面内相位差的变化量(ΔRo)是指上述各个规定位置中的面内相位差的差异(Ro2－Ro1)。当处于上述范围时，即使膜的宽度变大，面内相位差(Ro)也不会大幅度增加，因此，可以有效防止彩虹斑点的生成。
并且，上述基材层的有效宽度内的厚度方向相位差的偏差小。具体地，在上述基材层中，对于宽度方向的位移的厚度方向相位差的变化量(|ΔRth|/|Δx|)可以小于1000nm/3m、小于700nm/3m或小于500nm/3m。其中，宽度方向的位移(Δx)是指宽度方向(x轴)上的规定位置之间的距离(x2－x1)，面内相位差的变化量(ΔRth)是指上述各个规定位置中的面内相位差的差(Rth2－Rth1)。
并且，在上述基材层中，厚度方向相位差(Rth)与面内相位差(Ro)之比(Rth/Ro)可以为10以上、15以上或20以上。面内相位差(Ro)越小，厚度方向相位差(Rth)越大，有利于防止发生彩虹斑点，因此，优选地，两个数值的比例(Rth/Ro)需要维持大的数值。
尤其，在上述基材层中，最大厚度方向相位差(Rthmax)与最小面内相位差(Romin)之比(Rthmax/Romin)可以为30以上、40以上、50以上或60以上。
光学多层膜的相位差
另一方面，层叠上述基材层、上述底涂层及上述硬涂层而成的光学多层膜可具有与上述基材层相同的相位差。
具体地，上述光学多层膜的面内相位差(Ro)、厚度方向相位差(Rth)、最小面内相位差(Romin)、最大厚度方向相位差(Rthmax)、它们之间的比、面内相位差的变化量与宽度方向位移之比(|ΔRo|/|Δx|)及厚度方向相位差的变化量与宽度方向的位移之比(|ΔRth|/|Δx|)均可以与上述基材层的对应物性值相同。
例如，上述光学多层膜的最小面内相位差(Romin)可以为150nm以下，面内相位差的变化量与宽度方向的位移之比(|ΔRo|/|Δx|)可小于550nm/3m。
尤其，将上述基材层、底涂层、硬涂层、第一折射层及第二折射层的折射率与厚度的相互关系如上设计，由此，可以进一步提高光学多层膜的相位差。由此，上述光学多层膜适用于显示装置，从而可以体现优秀的光学物性。
各个层的折射率及厚度
根据上述实例，当将上述基材层、底涂层及硬涂层的折射率分别设为n1、n2及n3时，满足以上提及的式(1)至式(4)。
在此情况下，上述基材层的折射率(n1)可处于1.61至1.69的范围。或者，上述基材层的折射率(n1)可处于1.63至1.68的范围，或者1.63至1.66的范围。
上述底涂层的折射率(n2)可处于1.50至1.70的范围。或者，上述底涂层的折射率(n2)可处于1.53至1.63的范围、1.53至1.58的范围或1.58至1.63的范围。
作为优选的一例，上述基材层可具有1.63至1.68的折射率(n1)，上述底涂层可具有1.53至1.63的折射率(n2)。
上述硬涂层的折射率(n3)可处于1.40至1.70的范围。或者，上述硬涂层的折射率(n3)可处于1.45至1.60的范围或1.50至1.53的范围。
上述基材层可具有10μm至100μm的厚度。或者，上述基材层的厚度可以为20μm至60μm或40μm至60μm。
上述底涂层可具有10nm至200nm的厚度。或者，上述底涂层的厚度可以为50nm至120nm、80nm至95nm、80nm至90nm或80nm至85nm。
上述硬涂层可具有0.5μm至100μm的厚度。或者，上述硬涂层的厚度可以为1μm至10μm、1μm至8μm、1μm至5μm或1.5μm至3.5μm。
根据更具体的一例，上述基材层具有1.63至1.68的折射率(n1)及20μm至60μm的厚度，上述底涂层具有1.53至1.63的折射率(n2)及50nm至120nm的厚度，上述硬涂层可具有1.50至1.53的折射率(n3)及1μm至5μm的厚度。当处于上述范围时，当适用于显示装置用光学部件等时，不产生彩虹斑点，可提高可视性。
以下，具体说明各个层。
基材层
上述基材层包含聚酯树脂。
上述聚酯树脂可以为二羧酸与二醇缩聚而成的单一聚合物树脂或共聚物树脂。并且，上述聚酯树脂可以为上述单一聚合物树脂或共聚物树脂混合而成的共混物树脂。
作为上述二羧酸的例，包括对苯二甲酸、异酞酸、邻苯二甲酸、2，5-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸、1，4-萘二甲酸、1，5-萘二甲酸、二苯基羧酸、二苯氧乙烷二羧酸、二苯基磺酸、蒽二羧酸、1，3-环戊烷二羧酸、1，3-环己烷二羧酸、1，4-环己烷二羧酸、六氢化对苯二甲酸、六氢异酞酸、丙二酸、二甲基丙二酸、琥珀酸、3，3-二乙基琥珀酸、戊二酸、2，2-二甲基戊二酸、己二酸、2-甲基己二酸三甲基己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、辛二酸、十二烷二羧酸等。
并且，作为上述二醇的例，包括乙二醇、丙二醇、六甲基乙二醇、新戊二醇、1，2-环己烷二甲醇、1，4-环己烷二甲醇、癸二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-已二醇、2，2-双(4-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)砜等。
优选地，上述聚酯树脂可以为结晶性优秀的芳香族聚酯树脂，例如，可以将聚对苯二甲酸乙二酯(PET)树脂作为主要成分。
作为一例，上述基材层可包含约为85重量百分比以上的聚对苯二甲酸乙二酯树脂，更具体地，可包含90重量百分比以上，95重量百分比以上或99重量百分比以上的聚对苯二甲酸乙二酯树脂。作为另一例，除聚对苯二甲酸乙二酯树脂之外，上述基材层还可包含其他聚酯树脂。具体地，上述基材层还可包含约为15重量百分比以下的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)树脂。更具体地，上述基材层还可包含约为0.1重量百分比至10重量百分比或约为0.1重量百分比至5重量百分比的聚萘二甲酸乙二醇酯树脂。
从结晶性高且机械物性也优秀的方面考虑，上述基材层优选为延伸的膜。具体地，上述基材层可以为二轴延伸的聚酯膜，例如，可以为相对于长度方向(MD)及宽度方向(TD)，分别按2.0至5.0的延伸比延伸的膜。
并且，上述基材层将聚酯作为主要成分，由此，在经过加热、延伸等的制作过程中，结晶度将上升，拉伸强度等的机械物性也可提高。
例如，上述基材层的结晶度可以为35％至55％。当处于上述范围时，拉伸强度等的机械物性优秀并可防止过度的结晶化。并且，优选地，上述基材层的铅笔硬度为5B以上。当处于上述范围时，可以从外部保护偏光器。
并且，上述基材层在高温(例如，85℃)中的拉伸弹性率(tensile modulus)为3.0Gpa以上或3.5Gpa以上。当处于上述范围时，向光学部件导入包括基材层的光学多层膜之后，当在高温进行热处理时，有利于防止光学部件的弯曲(curl)。更详细地，被用作偏光器的聚乙烯醇(PVA)的收缩率高，从而，在上述热处理过程中会容易弯曲，若无法抑制上述现象，则基材层可弯曲而产生波纹，由此，可视性因闪烁现象而可能大幅度降低。因此，在上述基材层的高温条件下的拉伸弹性率高有利于偏光器的弯曲，由此，可事先防止波纹、闪烁现象、基材层和偏光器之间的剥离、裂痕(crack)等。
底涂层
在上述基材层上形成底涂层。上述底涂层用于提高上述基材层与上述硬涂层之间的紧贴性。
上述底涂层可包含热固性树脂。
例如，上述底涂层可包含聚氨酯类树脂、聚酯类树脂或它们的混合物，但并不局限于此。
具体地，上述底涂层可包含50重量百分比以上的聚氨酯类树脂及聚酯类树脂中的一种。
硬涂层
在上述底涂层上形成硬涂层。上述硬涂层用于提高光学多层膜的表面硬度。
上述硬涂层可包含光固化性树脂。
例如，作为上述光固化性树脂，可以为包含丙烯酸酯类官能团的化合物等的具有一个或两个以上的不饱和键的化合物。例如，作为具有一个不饱和键的化合物，可以为(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、苯乙烯、甲基苯乙烯、N-乙烯吡咯烷酮等。例如，作为具有两个以上的不饱和键的化合物，可以为聚羟甲基丙烷三(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、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、将上述多官能化合物改性为环氧乙烷(EO)的化合物、上述多官能化合物与(甲基)丙烯酸酯的反应生成物(例如，多元醇的聚(甲基)丙烯酸酯)等。在本说明书中，“(甲基)丙烯酸酯”是指甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸酯。
并且，作为上述光固化性树脂，可以使用具有不饱和双键的比较低分子量(例如，水平分子量300g/mol至80000g/mol，优选地，400g/mol至5000g/mol)的聚酯树脂、聚酯纤维树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、螺缩醛树脂(spiroacetal resin)、聚丁二烯树脂、多硫醇多烯树脂等。
优选地，作为上述光固化性树脂，可以使用具有三个以上的不饱和键的化合物。若使用这些化合物，则可提高所形成的硬涂层的交联密度和硬度。具体地，优选地，作为上述光固化性树脂，可以适当组合季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、聚酯多官能丙烯酸酯低聚物(3至15官能)、聚氨酯多官能丙烯酸酯低聚物(3至15官能)等来使用。
上述光固化性树脂可以与溶剂干燥型树脂并用来使用。可通过并用溶剂干燥型树脂来有效防止涂敷面的皮膜缺陷。上述溶剂干燥型树脂是指当进行涂敷施工时，通过仅对用于调节固体成分而添加的溶剂进行干燥来变成皮膜的树脂。
作为上述溶剂干燥型树脂，一般可以为热塑性树脂。作为上述热塑性树脂的例，可以为苯乙烯类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、乙酸乙烯酯类树脂、乙烯基醚类树脂、含卤素树脂、脂环烯烃类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、纤维素衍生物、硅类树脂、橡胶或弹性体等。优选地，上述热塑性树脂为非结晶性且可溶解在有机溶液。尤其，在制膜性、透明性及耐候性的观点上，优选为苯乙烯类树脂、(甲基)丙烯酸树脂、脂环烯烃类树脂、聚酯类树脂、纤维素衍生物等。
并且，上述硬涂层用组合物可包含热固性树脂。作为上述热固性树脂的例，可以为酚醛树脂、尿素树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、氨基醇酸树脂、三聚氰胺-脲共缩聚树脂、硅树脂、聚硅氧烷树脂等。
作为具体一例，上述底涂层包含热固性聚氨酯类树脂，上述硬涂层可包含光固化性丙烯酸酯类树脂。
光学多层膜的制作方法
上述光学多层膜的制作方法包括：步骤(1)，挤出聚酯树脂来获得未延伸板；步骤(2)，在70℃至90℃的条件下对上述未延伸板进行预热之后，按2.0至5.0的长度方向的延伸比(R1)及2.0至5.0的宽度方向的延伸比(R2)进行延伸；步骤(3)，在150℃至250℃的条件下对所延伸的上述板进行热固化来制作基材层；以及步骤(4)，在上述基材层上依次层叠底涂层以及硬涂层。
基材层的制作
在上述制作方法中，基材层通过对原料树脂进行挤出并经过预热、延伸及热固化来制得。
在此情况下，被用作上述基材层的原料的聚酯树脂的组合如上所述。
并且，上述挤出可以在230℃至300℃或250℃至280℃的温度条件下执行。
在被延伸之前，上述基材层在规定的温度条件下被预热。上述预热温度的范围以上述聚酯树脂的玻璃化温度(Tg)为基准满足Tg+5℃至Tg+50℃范围，与此同时，可被确定为满足70℃至90℃的范围。当处于上述范围时，上述基材层可以确保容易延伸的柔韧性并可以有效防止在延伸过程中所发生的断裂现象。
上述延伸可通过二轴延伸执行，例如，可通过二轴同步延伸法或逐次二轴延伸法向宽度方向(拉幅方向，TD)及长度方向(机械方向，MD)的二轴延伸。优选地，可执行首先在向一方向延伸之后，向其方向的直角方向延伸的逐次二轴延伸法。
上述长度方向延伸比(R1)处于2.0至5.0的范围，更具体地，可处于2.8至3.5的范围。并且，上述宽度方向的延伸比(R2)可处于2.0至5.0的范围，更具体地，可处于2.9至3.7的范围。优选地，长度方向的延伸比(R1)与宽度方向的延伸比(R2)类似，具体地，上述长度方向的延伸比与宽度方向的延伸比之比(R1/R2)可以为0.9至1.1或0.9至1.0。
当将延伸之前的长度设定为1.0时，上述延伸比(R1、R2)是表示延伸后的长度的比。
并且，上述延伸的速度可以为6.5m/min至8.5m/min，但并未受到特殊限制。
上述延伸的板在150℃至250℃，具体地，在160℃至230℃下热固化。上述热固化可以执行5秒至1分钟，更具体地，可以执行10秒至45分钟。
在开始进行热固化之后，膜可以向长度方向和/或宽度方向松弛，在此情况下，温度范围可以为150℃至250℃。
底涂层的形成
在上述基材层上形成底涂层。
上述底涂层可由包含热固性树脂的涂敷组合物形成。例如，上述涂敷组合物可包含聚酯类树脂、聚氨酯类树脂或它们的混合物。具体地，上述涂敷组合物可包含50重量百分比以上的聚酯类树脂及聚氨酯类树脂中的一种。并且，上述涂敷组合物可以为包含这些树脂的水溶液或水分散液。
根据原料树脂和需要，上述底涂层可以使用在溶剂中混合分散光聚合引发剂及其他添加剂的组合物来形成。
在此情况下，混合分散可以使用油漆搅拌器、珠磨机、捏合机等的公知装置。
优选地，作为上述溶剂，可以使用水，由此，上述底涂层用组合物可被制作成水溶液、水分散液或乳液等的水性涂液的形态。并且，可以使用一些有机溶剂。
例如，作为上述有机溶剂，可以为醇(例如，甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、苯甲醇、丙二醇甲醚、乙二醇)、酮(例如，丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮，环戊酮，环己酮，庚酮，二异丁基酮，二乙基酮)，脂肪族烃(例如，己烷、环己烷)、卤化烃(例如，二氯甲烷、氯仿、四氯化碳)、芳香族烃(例如，苯、甲苯、二甲苯)、酰胺(例如，二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮)、醚(例如，二***、二噁烷、四氢呋喃)、醚醇(例如，1-甲氧基-2-丙醇)、酯(例如，乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丙酯)等。
上述其他添加剂并不受到特别限制，例如，流平剂、有机或无机微粒、光聚合引发剂、热聚合引发剂、交联剂、固化剂、聚合促进剂、粘度调节剂、抗静电剂、抗氧化剂、防污剂、增滑剂、折射率调节剂、分散剂等。
优选地，在上述底涂层用组合物中，组合物内固体含量为3重量百分比至20重量百分比或4重量百分比至10重量百分比。当处于上述范围时，可减少残留溶剂的残留或者发生白化的问题，并且，因防止了粘度上升，从而涂敷施工性优秀且厚度调节变得容易，并可防止在表面发生斑点或条纹的现象。
上述底涂层用组合物对上述基材层的涂敷时间点并不受到特别限制，优选地，可以在基材层的制作过程中实施，更具体地，可以在基材层的聚酯树脂的取向结晶化完成之前涂敷。
优选地，在上述底涂层用组合物的涂敷之后，实施延伸及热固定。
当在基材层涂敷上述底涂层用组合物时，作为提高涂敷性的预备处理，在基材层表面实施电晕表面处理、火焰处理、等离子处理等的物理处理，或者可以与底涂层用组合物并用化学惰性表面活性剂。
作为上述底涂层用组合物的涂敷方法，可以适用公知的任意涂敷施工法。例如，可以单独或组合使用辊涂法、凹版涂布法、辊刷法、喷涂法、气刀涂布法、浸渍法、帘式涂布法等。并且，根据需要，底涂层可以仅形成于聚酯基材的一面，也可以形成于两面。
并且，在不降低光学多层膜的物性的范围内，上述底涂层可执行皂化处理、等离子体处理、电晕处理、紫外线处理等的表面处理。
硬涂层的形成
接着，在上述底涂层上形成硬涂层。
根据原料树脂和需要，上述硬涂层可使用在溶剂中混合分散光聚合引发剂及其他添加剂来形成。
用于上述硬涂层的形成的原料树脂为光固化性树脂、热固性树脂等，其的具体种类如上所述。
上述光聚合引发剂并不受到特别限制，可以使用公知的材料，例如，苯乙酮类、二苯甲酮类、米氏苯甲酰苯甲酸酯(Michler′s benzoyl benzoate)、α-淀粉肟酯、噻吨酮类、苯丙酮类、苯偶酰类、苯偶因类、酰基氧化膦。具体地，在上述光固化性树脂具有自由基聚合性不饱和基的情况下，作为光聚合引发剂，可以使用苯乙酮类、二苯甲酮类、噻吨酮类、安息香甲基醚(Benzoin methylether)等。并且，在上述光固化性树脂具有阳离子聚合性官能团的情况下，作为光聚合引发剂，可以使用芳香族重氮盐、芳香族锍盐、芳香族碘盐、茂金属化合物、苯偶姻磺酸酯等。优选地，在上述硬涂层用组合物中，相对于100重量份的上述光固化性树脂，光聚合引发剂的含量为1重量份至10重量份或2重量份至8重量份。当处于上述范围时，光学多层膜的表面硬度优秀并有利于有效地引发基于光照射的内部固化。
上述硬涂层用组合物可含有溶剂。上述溶剂可根据原料树脂成分的种类及溶解性来选择，例如，可以为酮类(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、双丙酮醇等)、醚类(二噁烷、四氢呋喃、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯等)、脂肪烃类(己烷等)、脂环烃类(环己烷等)、芳香族烃(甲苯、二甲苯等)、卤代碳类(二氯甲烷、二氯乙烷等)、酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、水、醇类(乙醇、异丙醇、丁醇、环己醇等)、溶纤剂类(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、醋酸溶纤剂类、亚砜类(二甲基亚砜等)、酰胺类(二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)等，也可以是它们的混合溶剂。其中，甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等的酮类溶剂在与树脂的相容性和涂敷施工性的提高方面优选。
上述硬涂层用组合物的固体成分含量并不受到特别限制，优选为5重量百分比至70重量百分比或25重量百分比至60重量百分比。
并且，上述硬涂层用组合物在25℃的条件下，可具有约为5mPa·s至30mPa·s的粘度。当处于上述粘度范围时，当涂敷在底涂层时，可以将缺陷最小化并可以轻松涂敷成均匀的厚度。
根据所需要的功能，在上述硬涂层用组合物还可添加公知的有机微粒、无机微粒、分散剂、表面活性剂、抗静电剂、硅烷偶联剂、增粘剂、抗着色剂、着色剂(颜料、染料)、消泡剂、流平剂、阻燃剂、紫外线吸收剂、粘合促进剂、阻聚剂、抗氧化剂、表面改性剂等。其中，上述抗静电剂可以使用季铵盐等的阳离子性抗静电剂、氧化铟锡等的微粒、导电性共聚物等。相对于硬涂层用组合物的固体成分的重量，上述抗静电剂可以使用1重量百分比至30重量百分比的量。
上述硬涂层用组合物的各个成分的混合可以使用油漆搅拌器、珠磨机、捏合机、搅拌机等公知装置来执行。
并且，作为上述硬涂层用组合物的涂敷方法，可以利用凹版涂布法、旋涂法、浸渍法、喷涂法、模涂法、棒涂法、辊涂法、弯月面涂布法、柔版印刷法、丝网印刷法、进料(feed)涂布法等公知的方法。
在涂敷之后，根据需要，上述硬涂层用组合物可以被加热和/或干燥并通过活性能量射线照射等来固化。
作为上述活性能量射线照射的例，可以为紫外线照射或电子束照射。上述紫外线照射可利用超高压汞灯、高压汞灯、低压汞灯、碳弧灯、黑光荧光灯、金属卤化物灯等来执行。紫外线的波长可以使用190nm至380nm的区域，紫外线照射量可以为80mJ/cm2以上、100mJ/cm2以上或130mJ/cm2以上。并且，上述电子束照射可利用科克罗夫特·沃尔顿型、范德格拉夫型、谐振变压器型、绝缘铁芯变压器型、直线型、动态型、高频型等的各种电子束加速器来执行。
光学部件
上述实例的光学多层膜可适用于光学部件。
上述光学部件包括上述实例的光学多层膜，由此，可具有低的反射率及得到提高的光学特性。
例如，上述光学部件可对550nm波长的光具有1.5％以下的反射率。具体地，上述光学部件可对550nm波长的光具有1％以下、0.5％以下或0.2％以下的反射率，更具体地，可具有0.1％至1.5％范围、0.1％至1％范围、0.1％至0.5％范围或0.1％至0.2％范围的反射率。由此，上述光学部件几乎没有基于外部光的反射，从而可视性得以提高。
具体地，上述光学部件可以为偏光板。
图4示出一实例的偏光板的剖视图。
参照图4，一实例的偏光板10包括偏光器11和配置于上述偏光器的至少一面上的光学多层膜12。
上述偏光器将以多个方向进行振动的方式向上述偏光板入射的自然光偏光成仅向一侧方向振动的光。上述偏光器可以为通过碘等染色的聚乙烯醇(PVA)层。在此情况下，在聚乙烯醇层包含的聚乙烯醇分子可向一方向整列。
显示装置
上述实例的光学部件可适用于显示装置。
上述显示装置包括显示板及光学板部件，上述光学部件可配置于上述显示板的上部面及下部面中的至少一面上。
在此情况下，上述光学部件使用具有以上说明的结构的光学部件。
根据显示板的种类，上述显示装置可以为液晶显示装置和有机电致发光显示装置等。
液晶显示装置
图5为简要示出一实例的液晶显示装置的剖视图。参照图5，一实例的液晶显示装置包括液晶板70及背光单元80。
上述背光单元向上述液晶板发射光。上述液晶板利用来自上述背光单元的光来显示影像。
另一方面，根据发光波长，上述背光单元可适用多种光源。
图7例示适用于液晶显示装置的背光单元的多种光的光谱。参照图7，在适用以往的光学膜的液晶显示装置的情况下，仅可适用如光源1所示的混合有一部分颜色的光源。
但是，最近，为了体现鲜明的颜色，使用将红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)重叠的区域最小化并发出固有颜色的光的各个光源，将以往的光学膜适用于这种光源的情况下，体现所需要的光学特性会面临限制。
与此不同，，上述实例的上述光学多层膜随着设计为如上所述的各个层，可适用于如光源1所示的混合有一部分颜色的光源，还可适用于如光源2或光源3所示的将红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)重叠的区域最小化的光源，即便这样也可以体现没有彩虹斑点等不良的鲜明的颜色。
例如，上述液晶显示装置通过具有上述实例的上述光学多层膜，可将在400nm至800nm区域中呈现出2个以上的半宽度(FWHM，Full Width at Half maximum)为50nm以下，例如，45nm以下，例如，40nm以下的峰值的光源适用于背光单元。
上述液晶板70包括上部偏光板10、滤光片基板71、液晶层72、薄膜晶体管(TFT，thin film transistor)基板73及下部偏光板10'。
上述薄膜晶体管基板及上述滤光片基板相向设置。上述薄膜晶体管基板可包括：多个像素电极，与各个像素相对应；薄膜晶体管，与上述像素电极相连接；多个栅极配线，用于向上述薄膜晶体管分别施加驱动信号；以及多个数据配线，通过上述薄膜晶体管向上述像素电极施加数据信号。
上述滤光片基板包括与各个像素相对应的多个滤光片。上述滤光片可通过对所透过的光进行滤光来分别体现红色、绿色以及蓝色。并且，上述滤光片基板可包括与上述像素电极相向的共同电极。
上述液晶层介于上述薄膜晶体管基板及上述滤光片基板之间。上述液晶层可通过上述薄膜晶体管基板驱动。更具体地，上述液晶层可通过形成于上述像素电极及上述共同电极之间的电场驱动。上述液晶层可调节通过上述下部偏光板的光的偏光方向。即，上述薄膜晶体管基板可通过像素单位调节向上述像素电极及上述共同电极之间施加的电位差。由此，上述液晶层可通过像素单位以具有其他光特性的方式被驱动。
在上述上部偏光板及上述下部偏光板中的至少一个可以具有与上述说明的一实例的偏光板相同的结构。
上述下部偏光板配置于上述薄膜晶体管基板的下部。上述下部偏光板可以与上述薄膜晶体管基板的下部面相接触。
上述上部偏光板配置于上述滤光片基板的上部。上述上部偏光板可以与上述滤光片基板的上部面相接触。
上述上部偏光板及上述下部偏光板的偏光方向可以相同或相互垂直。
如上所述，上述上部偏光板和/或上述下部偏光板包括性能得到提高了的光学多层膜。由此，一实例的液晶显示装置可具有得到提高的亮度、画面质量及耐久性。
有机电致发光显示装置
图6为简要示出一实例的有机电致发光显示装置的剖视图。
参照图6，一实例的有机电致发光显示装置包括前部面偏光板10及有机电致发光板90。
上述前部面偏光板可配置于上述有机电致发光板的前部面。更具体地，上述前部面偏光板可以在上述有机电致发光板中与显示影像的面相接触。上述前部面偏光板可具有实质上与上述说明的一实例的偏光板相同的结构。
上述有机电致发光板90通过像素单位的自身发光显示影像。上述有机电致发光板90包括有机电致发光基板91及驱动基板92。
上述有机电致发光基板包括分别与像素相对应的多个有机电致发光单元。上述有机电致发光单元分别包括阴极、电子输送层、发光层、空穴输送层及阳极。
上述驱动基板通过驱动方式与上述有机电致发光基板结合。即，上述驱动基板按照可以向上述有机电致发光基板施加如驱动电流等的驱动信号的方式进行结合。更具体地，上述驱动基板分别向上述有机电致发光单元施加电流来驱动上述有机电致发光基板。
上述前部面偏光板具有得到提高的光学特性、机械特性及热特性，因此，一实例的有机电致发光显示装置可具有得到提高的亮度、画面质量及耐久性。
以下，通过实施例，更加详细地说明本发明，本发明并不局限于这些范围。
实施例1至实施例3及比较例1至比较例3：光学多层膜的制作
步骤(1)基材层的形成
在约为280℃的条件下，通过挤出机挤出聚对苯二甲酸乙二酯树脂(SKC公司)，在约为30℃的条件下，通过铸轧辊进行压铸来制作未延伸板(sheet)。在表1中的温度条件下，对上述未延伸板进行预热之后，在125℃的温度条件下，按照如表1所示的延伸比向机械方向(MD)及拉幅方向(TD)进行延伸。之后，通过表1中的温度对延伸的板进行约为30秒钟的热固化来制作基材层。
步骤(2)底涂层的形成
在形成上述基材层的过程中，在向机械方向(MD)延伸之后，且在向拉幅方向(TD)延伸之前，在上述基材层上形成了底涂层。在此情况下，利用迈耶杆(Mayer bar)在上述基材层上涂敷热固性聚氨酯类树脂组合物并进行干燥来形成具有表2的折射率的厚度为85nm的底涂层。
步骤(3)硬涂层的形成
制备如下组合物，即，将季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)按30重量百分比的浓度溶解在甲基异丁基甲酮(MIBK)溶剂中，相对于固体成分添加5重量百分比的光聚合引发剂(Irg184，BASF公司)而成的硬涂层组合物。通过棒涂布机，按照干燥后的膜厚度为5μm的条件，在底涂层上涂敷上述硬涂层组合物并进行干燥来形成涂膜。在80℃的条件下，将所形成的涂膜干燥1分钟来去除溶剂，通过约为300mJ/cm2的紫外线照射进行固化来形成具有表2中的折射率的厚度为2.5μm硬涂层。
表1
Figure BDA0002123458760000211
对在上述实施例及比较例中得到的膜样品进行如下试验。
实验例1：反射率及面内相位差
对样品测定了折射率((nx+ny)/2)、面内相位差(Ro)、厚度方向相位差(Rth)及有效宽度内的面内相位差(|ΔRo|/|Δx|)。
首先，使用2个偏光板来求出样品的取向轴方向，并以使取向轴方向正交的方式裁剪成4cm×2cm的矩形。利用相位差测定器(Axometrics公司制造，Axoscan，测定波长550nm)来在宽度中心测定面内相位差(Ro)及厚度方向相位差(Rth)。并且，作为相位差测定器的基本数据的折射率通过阿贝折射仪(爱拓公司制作，NAR-4T，测定波长589.3nm)进行了测定，膜的厚度d(μm)使用电子千分尺(派乐公司制作，Millitron 1245D)来进行了测定。
实验例2：观察偏光斑点
如图4所示，形成了在偏光器的两面附着光学多层膜的偏光板。在将上述偏光板适用于显示装置之后，用肉眼评价了是否在偏光板的正面和倾斜方向上产生了彩虹斑点及颜色。
○：表示在任何方向上都未观察到彩虹斑点及颜色。
△：在倾斜方向上部分观察到淡的彩虹斑点和颜色。
×：从倾斜方向观察时，观察到非常明显的彩虹斑点及颜色。
其结果示于下表。
表2
Figure BDA0002123458760000221
表3
Figure BDA0002123458760000222
Figure BDA0002123458760000231
如上表所示，在实施例1至实施例3中的膜中未观察到偏光斑点，基材层的面内相位差很小，相反地，在比较例1至比较例3的膜中观察到偏光斑点，基材层的面内相位差偏大。
实验例3：在基材层的整个有效宽度中的相位差测定
对以与上述实施例1相同的方式制作的基材层测定了在整个有效宽度的面内相位差(Ro)及厚度方向相位差(Rth)。
图3a示出对于实施例1中的基材层测定在整个有效宽度中的面内相位差(Ro)的结果。如图3a所示，上述实施例1中的膜的基材层可具有如下物性。
-宽度中心上的面内相位差(Ro)为100nm以下。
-从宽度中心沿着宽度方向达到±500mm距离内的面内相位差(Ro)为100nm以下。
-从宽度中心沿着宽度方向达到±1000mm距离内的面内相位差(Ro)为200nm以下。
-在有效宽度内，面内相位差的变化量与宽度方向的位移之比(|ΔRo|/|Δx|)小于300nm/3m。
图3b示出对于实施例1中的基材层测定在整个有效宽度中的厚度方向相位差(Rth)的结果。如图3b所示，实施例1中的膜的基材层可具有如下物性。
-宽度中心上的厚度方向相位差(Rth)为8600nm以上。
-在有效宽度内，厚度方向相位差的变化量与宽度方向的位移之比(|ΔRth|/|Δx|)小于1500nm/3m。
实验例4：物性测定
对上述实施例及比较例中的膜测定了多种物性。
-结晶度根据以下数学式计算。
Xc[％]＝dc(d-da)/d(dc-da)×100
(Xc：结晶度，dc：结晶部分的密度(g/cm3)，da：非结晶部分的密度(g/cm3)，d：测定位置的密度(g/cm3)，在本实施例中，dc＝1.455(g/cm3)，da＝1.335(g/cm3))
-作为铅笔硬度试验器(Kipae E&T公司，KP-M5000M)，使用三菱()Mitsubishi)'UNI'Grade Pencil来测定了铅笔硬度。
-拉伸弹性率通过拉伸压缩试验器(Universal Testingmachine，英斯特朗(Instron)公司，4485 TIC960203-97B1A)测定。
-可视性根据波纹和闪烁现象的发生与否，按以下基准进行评价。
○：无可视性降低，△：可视性略微降低，×：可视性严重降低。
其结果示于下表。
表4
Figure BDA0002123458760000241
如上表所示，实施例1至实施例3中的膜的基材层具有优秀的光学特性，机械物性也优秀。

Claims (14)

1.一种光学多层膜，其特征在于，
包括依次层叠基材层、底涂层及硬涂层而成的层叠体，
上述基材层包含聚酯树脂，上述基材层的最小面内相位差Romin为150nm以下，面内相位差的变化量与宽度方向的位移之比|ΔRo|/|Δx|小于550nm/3m，对于宽度方向的位移的厚度方向相位差的变化量|ΔRth|/|Δx|小于700nm/3m，
将上述基材层、底涂层及硬涂层的折射率分别设为n1、n2及n3时，满足下式(1)至式(4)：
n3＜n2＜n1 (1)；
0.10≤n1－n3≤0.15 (2)；
0≤n1－n2≤0.10 (3)；
0≤n2－n3≤0.10 (4)；
上述光学多层膜的最小面内相位差Romin为150nm以下，
面内相位差的变化量与宽度方向的位移之比|ΔRo|/|Δx|小于550nm/3m。
2.根据权利要求1所述的光学多层膜，其特征在于，上述基材层具有6000nm以上的最大厚度方向相位差Rthmax。
3.根据权利要求1所述的光学多层膜，其特征在于，上述基材层具有1.61至1.69的折射率n1。
4.根据权利要求3所述的光学多层膜，其特征在于，
上述基材层具有1.63至1.68的折射率n1，
上述底涂层具有1.53至1.63的折射率n2。
5.根据权利要求4所述的光学多层膜，其特征在于，上述硬涂层具有1.50至1.53的折射率n3。
6.根据权利要求1所述的光学多层膜，其特征在于，上述基材层具有20μm至60μm的厚度。
7.根据权利要求6所述的光学多层膜，其特征在于，上述底涂层具有50nm至120nm的厚度。
8.根据权利要求7所述的光学多层膜，其特征在于，上述硬涂层具有1μm至5μm的厚度。
9.根据权利要求1所述的光学多层膜，其特征在于，
上述基材层具有1.63至1.68的折射率n1，以及20μm至60μm的厚度，
上述底涂层具有1.53至1.63的折射率n2，以及50nm至120nm的厚度，
上述硬涂层具有1.50至1.53的折射率n3，以及1μm至5μm的厚度。
10.根据权利要求1所述的光学多层膜，其特征在于，
上述底涂层包含热固性聚氨酯类树脂，
上述硬涂层包含光固化性丙烯酸酯类树脂。
11.一种权利要求1所述的光学多层膜的制作方法，其特征在于，包括：
步骤(1)，挤出聚酯树脂来获得未延伸板；
步骤(2)，在70℃至90℃的条件下对上述未延伸板进行预热之后，按照2.0至5.0的长度方向的延伸比R1及2.0至5.0的宽度方向的延伸比进行延伸；
步骤(3)，在150℃至250℃的条件下对所延伸的上述板进行热固化来制作基材层；以及
步骤(4)，在上述基材层上依次层叠底涂层、以及硬涂层。
12.根据权利要求11所述的光学多层膜的制作方法，其特征在于，在上述步骤(2)中，上述未延伸板的长度方向的延伸比与宽度方向的延伸比之间的比R1/R2为0.9至1.0。
13.一种光学部件，其特征在于，包括：
偏光器；以及
配置于上述偏光器的至少一面上的权利要求1所述的光学多层膜。
14.一种显示装置，其特征在于，包括：
显示板；以及
配置于上述显示板的上部面及下部面中的至少一面上的权利要求13所述的光学部件。
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