CN111971593B - 光学层合体、偏光板和显示装置 - Google Patents

光学层合体、偏光板和显示装置 Download PDF

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Abstract

本公开内容提供了：包括聚合物基底和防眩光层的光学层合体，其中从聚合物基底与防眩光层之间的界面起防眩光层的厚度的50％以内存在截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒；包括该光学层合体的偏光板；以及包括该偏光板的液晶显示器和显示装置。

Description

光学层合体、偏光板和显示装置
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年11月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0140845号和2018年11月15日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0140846号的优先权或权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本公开内容涉及光学层合体、偏光板和显示装置。
背景技术
液晶显示装置具有多种优点，例如省电、轻质和薄，并因此在各种显示装置中以最高比率使用。在这样的液晶显示装置中，偏振器被设置在液晶单元的图像显示表面侧上。因此，为了防止在处理/使用液晶显示装置时偏振器被损坏，公知的是在偏振器上施加包括具有预定水平或更高水平的硬度的硬涂层等的偏振器保护膜。
这样的偏振器保护光学膜通常具有其中硬涂层形成在透光基底膜上的形式。作为这样的透光基底膜，最广泛地使用由三乙酰纤维素(TAC)代表的基于纤维素酯的膜。基于纤维素酯的膜具有如下优点：其透明性和光学各向同性优异，几乎不表现出面内延迟，不产生干涉条纹，并且对显示装置的显示品质几乎没有不利影响。
然而，基于纤维素酯的膜不仅是具有成本方面缺点的材料，而且还具有透水性高和耐水性差的缺点。由于这样的高水蒸气渗透性/差耐水性，在使用期间可能连续发生大量的水蒸气渗透，并且可能发生从偏振器上***的现象，这可能导致漏光。
因此，已经开发了能够确保较高的耐水性并且防止漏光现象并且具有更优异的机械特性的偏振器保护光学膜的基底膜。
发明内容
技术问题
本公开内容的一个目的是提供这样的光学层合体：其实现高的对比度和优异的图像清晰度，并且具有诸如高耐磨性和耐刮擦性的机械特性。
本公开内容的另一个目的是提供这样的偏光板：其实现高的对比度和优异的图像清晰度，并且具有诸如高耐磨性和耐刮擦性的机械特性。
本公开内容的另一个目的是提供分别包括上述光学层合体的液晶面板和显示装置。
技术方案
在一个方面中，提供了光学层合体，所述光学层合体包括：聚合物基底，所述聚合物基底包含聚合物树脂和分散在聚合物树脂中的截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒；和防眩光层，所述防眩光层包含粘结剂树脂和分散在粘结剂树脂中的有机细颗粒或无机细颗粒，其中从聚合物基底与防眩光层之间的界面起防眩光层的厚度的50％以内存在截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒。
在另一个方面中，提供了包括上述光学层合体的偏光板。
在又一个方面中，提供了包括上述偏光板的显示装置。
在下文中，将更详细地描述根据本公开内容的具体实施方案的光学层合体、偏光板和显示装置。
诸如第一、第二等的术语可以用于描述多个组分，并且这些术语仅用于将一个构成要素与另一个组分区分开。
此外，(甲基)丙烯酰基意指包括丙烯酰基和甲基丙烯酰基二者。
此外，具有中空结构的无机纳米颗粒是指在无机纳米颗粒的表面上和/或内部存在空的空间的形式的颗粒。
此外，(共聚)聚合物意指包括共聚物和均聚物二者。
根据本公开内容的一个实施方案，可以提供光学层合体，其包括：聚合物基底，所述聚合物基底包含聚合物树脂和分散在聚合物树脂中的截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒；和防眩光层，所述防眩光层包含粘结剂树脂和分散在粘结剂树脂中的有机细颗粒或无机细颗粒，其中从聚合物基底与防眩光层之间的界面起防眩光层的厚度的50％以内存在截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒。
在光学层合体中，从聚合物基底与防眩光层之间的界面起防眩光层的厚度的50％以内、30％以内、或防眩光层的厚度的10％以内存在截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒，由此光学层合体可以在表现出优异的光学特性和防眩光特性(例如低的光泽度和反射率，以及适当水平的雾度特性)的同时具有相对高的耐刮擦性和耐久性。
包含在聚合物基底中的截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒在光学层合体的制造过程期间可能渗入防眩光层中并且暴露于防眩光层的外表面。本发明人进行调节使得橡胶颗粒位于从聚合物基底与防眩光层之间的界面起防眩光层的厚度的50％以内、或30％以内、或10％以内。
因此，橡胶颗粒仅位于从聚合物基底与防眩光层之间的界面起防眩光层的厚度的50％以内、或30％以内、或10％以内的范围。因此，防止了由橡胶颗粒暴露于防眩光层的外表面或位于防眩光层的上表面上的现象引起的降低光学层合体的耐刮擦性、增加光学层合体的反射率、或引起光学层合体的外观上的瑕疵。
更具体地，当在对用于形成防眩光层的涂覆组合物进行热处理或干燥期间施加超过60℃的温度时，形成在聚合物基底中的橡胶颗粒被升高至防眩光层，并且橡胶颗粒可能定位在从聚合物基底与防眩光层之间的界面起至超过防眩光层的厚度的50％的范围。
因此，可以涂覆用于形成防眩光层的涂覆组合物，并且在热处理或干燥期间可以施加70℃或更低的温度。
同时，上述防眩光层的特性可以归因于规定用于形成防眩光层的涂覆组合物中除溶剂之外的固体的含量，或在形成防眩光层时所使用的有机溶剂的类型等。
更具体地，用于形成防眩光层的涂覆组合物中除溶剂之外的固体的含量可以为25重量％至40重量％，或30重量％至35重量％。
此外，用于形成防眩光层的涂覆组合物可以包含特定的有机溶剂。有机溶剂可以为一种或者两种或更多种醇、或者包含醇和非醇的有机溶剂的混合溶剂。更具体地，有机溶剂可以为以0.5:1至2:1的重量比包含乙醇和2-丁醇的有机溶剂，或者以1:2至1:5的重量比包含乙酸正丁酯和2-丁醇的有机溶剂。
通常，虽然雾度值越高，外部光的漫射程度越大，由此提供优异的防眩光效果，但是存在由于由表面散射引起的图像失真现象和由内部散射引起的变白现象而使对比度降低的问题。相反地，实施方案的光学层合体包括上述防眩光层并因此可以在具有不太高的雾度值的同时表现出高的对比度和优异的图像清晰度。
防眩光层或光学层合体的如使用雾度计(HM-150，A光源，由Murakami ColorResearch Laboratory制造)根据JIS K7105标准测量的总雾度可以为0.1％或更大且10％或更小。总雾度是外部雾度和内部雾度之和。
总雾度可以通过对光学层合体本身测量雾度来获得，内部雾度可以如下来测量：将雾度为0的粘合剂附接至表面以形成平坦化层，或者将该平坦化层涂覆到经碱处理的表面上。由于限定了总雾度值和内部雾度值，因此可以限定外部雾度值。
防眩光层或光学层合体的外部雾度可以为0.2％或更大且9％或更小。如果防眩光层或光学层合体的外部雾度太低，则其可能无法表现出足够的防眩光功能。此外，当防眩光层或光学层合体的外部雾度太高时，透射图像不清楚并且透光率降低，这不适用于为显示器提供的保护膜。
此外，防眩光层或偏光板的如使用由Suga Test Instrument Co.,Ltd.制造的ICM-1T测量的图像清晰度可以为200或更大且450或更小。图像清晰度是以0.125mm、0.5mm、1mm或2mm的狭缝宽度测量的，并且显示为总数。这样的防眩光层和/或偏光板可以同时表现出优异的防眩光功能和图像清晰度。
另一方面，如上所述，在光学层合体的制造过程中，包含在聚合物基底中的橡胶颗粒的一部分可能移动至防眩光层，由此存在于从聚合物基底与防眩光层之间的界面起防眩光层的厚度的50％以内的截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒和包含在聚合物基底中的截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒可以为相同组分的橡胶颗粒。
橡胶颗粒可以为在本领域中通常已知的天然橡胶或合成橡胶。例如，橡胶颗粒的具体类型没有特别限制，但是其可以包括选自基于苯乙烯-丁二烯的橡胶和丙烯酸类橡胶中的一种或更多种橡胶。
用于生产基于苯乙烯-丁二烯的橡胶的基于苯乙烯的单体可以为未经取代的苯乙烯单体或经取代的苯乙烯单体。
经取代的苯乙烯单体可以为其中苯环或乙烯基经包含脂族烃或杂原子的取代基取代的苯乙烯。其实例可以为选自以下的一者或更多者：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、2,5-二甲基苯乙烯、2-甲基-4-氯苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、顺-β-甲基苯乙烯、反-β-甲基苯乙烯、4-甲基-α-甲基苯乙烯、4-氟-α-甲基苯乙烯、4-氯-α-甲基苯乙烯、4-溴-α-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、2-氟苯乙烯、3-氟苯乙烯、4-氟苯乙烯、2,4-二氟苯乙烯、2,3,4,5,6-五氟苯乙烯、2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯、2,4-二氯苯乙烯、2,6-二氯苯乙烯、八氯苯乙烯、2-溴苯乙烯、3-溴苯乙烯、4-溴苯乙烯、2,4-二溴苯乙烯、α-溴苯乙烯和β-溴苯乙烯，但不限于此。更优选地，可以使用经C1-4烷基或卤素取代的苯乙烯。
基于丁二烯的单体可以为选自以下的一者或更多者：1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯和氯丁二烯。最优选地，就良好的可共聚性而言，可以使用1,3-丁二烯。
基于丙烯酸酯的单体的具体实例包括：甲基丙烯酸酯，包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯酯和甲基丙烯酸苄酯；丙烯酸酯，包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、和丙烯酸2-乙基己酯；不饱和羧酸，包括丙烯酸和甲基丙烯酸；酸酐，包括马来酸酐；含羟基的酯，包括丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯和丙烯酸单甘油酯；或其混合物。
基于丙烯腈的单体可以为选自以下的一者或更多者：丙烯腈、甲基丙烯腈、乙基丙烯腈、苯基丙烯腈和α-氯丙烯腈。其中，就原料的良好可聚合性和易获得性而言，优选丙烯腈和甲基丙烯腈。特别地，最优选丙烯腈。
橡胶颗粒可以由具有橡胶弹性的这种颗粒的单层形成，或者可以为具有至少一个橡胶弹性层的多层结构。具有多层结构的丙烯酸类橡胶颗粒包括：其芯为如上所述具有橡胶弹性的颗粒并且其周围覆盖有硬的甲基丙烯酸烷基酯聚合物的那些，其芯为硬的甲基丙烯酸烷基酯聚合物并且其周围覆盖有如上所述具有橡胶弹性的丙烯酸类聚合物的那些，其中硬芯的周围覆盖有具有橡胶弹性的丙烯酸类聚合物并且其周围覆盖有硬的甲基丙烯酸烷基酯聚合物的那些等。形成在弹性层中的橡胶颗粒的平均直径通常在约10nm至500nm的范围内。
同时，聚合物基底的厚度可以为10μm至150μm、20μm至120μm、或30μm至100μm。如果聚合物基底的厚度小于10μm，则柔性降低并且可能难以控制过程。此外，当聚合物基底太厚时，聚合物基底的透射率减小，光学特性可能降低，并且难以使包括所述聚合物基底的图像显示装置变薄。
防眩光层的厚度可以为1μm至10μm。如果防眩光层的厚度太薄，则有机颗粒或无机颗粒聚集，并因此在防眩光层表面上可能存在不规则分布的峰，同时这些峰具有高的高度。如果防眩光层的厚度为10μm或更大，则存在涂层厚并因此在处理涂覆膜时容易出现裂纹的缺点。通过将防眩光层的厚度调节在上述范围中，可以实现特定范围的雾度和图像清晰度，从而在保持防眩光功能的同时增加图像的清晰度。
同时，防眩光层的厚度与聚合物基底的厚度的比率可以为0.008至0.8、或0.01至0.5。如果防眩光层的厚度与聚合物基底的厚度的比率太小，则防眩光层无法充分地保护基底的表面，并因此可能难以确保诸如铅笔硬度的机械特性。此外，当防眩光层的厚度与聚合物基底的厚度的比率太大时，层合体的柔性降低并且抗裂性可能不足。
相对于100重量份的粘结剂树脂，聚合物基底可以包含5重量份至50重量份的截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒。如果聚合物基底中的橡胶颗粒的含量与粘结剂树脂相比太小，则存在膜的机械强度不足并因此在处理膜时容易出现裂纹的缺点。如果聚合物基底中的橡胶颗粒的含量与粘结剂树脂相比太高，则存在发生颗粒之间的聚集并且透射率减小的问题。
聚合物基底的具体组分没有特别限制，但是为了确保抗湿性和预定的透光率，聚合物树脂可以包括选自以下的一者或更多者：(甲基)丙烯酸酯树脂、纤维素树脂、聚烯烃树脂和聚酯树脂。
在光学层合体中，聚合物基底的在40℃和100％湿度下测量24小时的水分渗透量可以为150g/m2或更小、或者75g/m2或更小、或者5g/m2至75g/m2。
更具体地，聚合物基底的如在40℃和100％湿度下测量24小时(测量设备：Labthink Instruments Co.,Ltd.的水蒸气渗透率测试仪)的水蒸气渗透量可以为150g/m2或更小、100g/m2或更小、或者75g/m2或更小、或者5g/m2至75g/m2。
同时，相对于100重量份的粘结剂树脂，防眩光层可以包含2重量份至10重量份的有机细颗粒，并且相对于100重量份的有机细颗粒，防眩光层可以包含0重量份至20重量份的无机细颗粒。此外，相对于100重量份的粘结剂树脂，防眩光层可以分别包含1重量份至10重量份的有机细颗粒或无机细颗粒。
如果防眩光层中的有机细颗粒的含量与粘结剂相比太小，则无法适当地控制外部光的散射/反射，并因此防眩光特性可能大大降低。如果为了获得适当的雾度而将防眩光层的厚度调节至1μm或更小，则膜的机械特性可能降低，这在技术上是不利的。如果防眩光层中的有机细颗粒的含量与粘结剂相比太高，则由于可能出现由有机细颗粒的部分聚集引起的瑕疵，其可能是不利的。
如果无机细颗粒的含量与有机细颗粒相比太高，则引起有机细颗粒的过度聚集，并因此图像清晰度可能过度降低并且透射图像的清晰度降低。
包含在防眩光层中的粘结剂树脂可以包括可光固化树脂。可光固化树脂意指在用诸如紫外线的光照射时可以引起聚合反应的可光聚合化合物的(共聚)聚合物。
可光聚合化合物的具体实例包括由基于乙烯的单体或低聚物或者(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物形成的(共聚)聚合物。
可光固化树脂的实例包括由以下形成的聚合物或共聚物：反应性丙烯酸酯低聚物的组，其由氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、环氧丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯组成；由包括如下的多官能丙烯酸酯单体组成的组：二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油丙氧基化物三丙烯酸酯、三甲基丙烷乙氧基化物三丙烯酸酯、三丙烯酸三甲基丙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯和乙二醇二丙烯酸酯；包含环氧基、脂环族环氧基、缩水甘油基环氧基或含氧杂环丁烷基的环氧基的环氧树脂；等等。
粘结剂树脂还可以与上述可光固化树脂一起包含重均分子量为10,000g/mol或更大的(共聚)聚合物(下文中称为高分子量(共聚)聚合物)。高分子量(共聚)聚合物可以包括例如选自以下的一种或更多种聚合物：基于纤维素的聚合物、基于丙烯酸的聚合物、基于苯乙烯的聚合物、基于环氧化物的聚合物、基于尼龙的聚合物、基于氨基甲酸酯的聚合物和基于聚烯烃的聚合物。
有机细颗粒或无机细颗粒的粒径没有特别限制。
包含在防眩光层中的有机细颗粒可以为微米(μm)级，并且包含在防眩光层中的无机细颗粒可以为纳米(nm)级。在本公开内容中，微米(μm)级是指具有小于1mm，即小于1000μm的颗粒尺寸或粒径，纳米(nm)级是指具有小于1μm，即小于1000nm的颗粒尺寸或粒径，亚微米(亚μm)级是指具有微米级或纳米级的颗粒尺寸或粒径。
更具体地，有机细颗粒的截面直径可以为1μm至50μm、或1μm至10μm。此外，无机细颗粒的截面直径可以为1nm至500nm、或1nm至300nm。
包含在防眩光层中的有机细颗粒或无机细颗粒的具体实例没有限制，但是例如，有机细颗粒或无机细颗粒可以为由基于丙烯酸的树脂、基于苯乙烯的树脂、环氧树脂和尼龙树脂构成的有机细颗粒，或者由氧化硅、二氧化钛、氧化铟、氧化锡、氧化锆和氧化锌构成的无机细颗粒。
同时，在防眩光层中，存在于防眩光层的外表面上的通过有机细颗粒或无机细颗粒聚集形成的直径为100μm或更大的细突起的比率可以为50个/m2或更小。
由于存在于防眩光层的外表面上的通过有机细颗粒或无机细颗粒聚集形成的直径为100μm或更大的细突起的比率为50个/m2或更小、或者1个/m2至30个/m2，或者基本上不存在，因此上述实施方案的光学层合体可以在具有相对低的雾度值的同时实现高对比度和均匀且良好的图像清晰度。
防眩光层和/或偏光板在A光源下可以具有90％或更大的透射率、10％或更小或者8％或更小的雾度。(测量仪器：HM-150，测量标准：JIS K 7105)
更具体地，当通过有机细颗粒或无机细颗粒聚集形成的细突起达到直径为100μm或更大的尺寸时，可能出现肉眼可见的闪光(发亮)现象。由于形成在防眩光层的外表面上的细突起的比率相对低，因此可以防止由反射光的放大引起的闪光(发亮)现象，并且图像的清晰度均匀，从而清楚地实现高分辨率图像。
通常，虽然雾度值越高，外部光的漫射程度越大，由此提供优异的防眩光效果，但是存在由于由表面散射引起的图像失真现象和由内部散射引起的变白现象而使对比度降低的问题。相反地，实施方案的光学层合体包括上述的防眩光层并因此可以在具有不太高的雾度值的同时实现高的对比度和优异的图像清晰度。
通过有机细颗粒或无机细颗粒聚集形成的细突起的直径可以通过与防眩光层的表面平行的方向上的截面宽度来确定，并且可以为100μm或更大、或者100μm至300μm、或110μm至250μm、或120μm至200μm。
如上所述，存在于防眩光层的外表面上的通过有机细颗粒或无机细颗粒聚集形成的直径为100μm或更大的细突起的比率可以为50个/m2或更小，或者1个/m2至30个/m2。此外，由以下一般式1限定的在防眩光层的一个表面上细突起占据的面积的比率为0.5面积％或更小、0.3面积％或更小、或者0.01面积％至0.5面积％、或0.02面积％至0.2面积％、或0.05面积％至1面积％。
[一般式1]
在防眩光层的一个表面上细突起占据的面积的比率＝(细突起的数目×直径为5mm的圆的面积)/防眩光层的一侧的面积(mm2)
一般式1中的“直径为5mm的圆”被限定为细突起占据的面积。
上述防眩光层的特性可以归因于规定用于形成防眩光层的涂覆组合物中除溶剂外的固体的含量，或在形成防眩光层时所使用的有机溶剂的类型等。
更具体地，用于形成防眩光层的涂覆组合物中除溶剂之外的固体的含量可以为25重量％至40重量％或30重量％至35重量％。由于将用于形成防眩光层的涂覆组合物的固体含量调节在上述范围中，因此在防眩光层的形成期间有机细颗粒或无机细颗粒的流动可以顺利地进行，从而可以基本上不产生作为有机细颗粒或无机细颗粒的聚集体的细突起。
此外，用于形成防眩光层的涂覆组合物可以包含特定的混合溶剂。有机溶剂可以包括醇和非醇的有机溶剂，并且更具体地，有机溶剂可以为包含乙酸正丁酯和2-丁醇的混合溶剂。此外，有机溶剂可以以1:2至1:5的重量比包含乙酸正丁酯和2-丁醇。
通过使用上述有机溶剂，在防眩光层的形成期间有机细颗粒或无机细颗粒的流动可以顺利地进行，从而可以基本上不产生作为有机细颗粒或无机细颗粒的过度聚集体的细突起。
同时，实施方案的光学层合体还可以包括形成在防眩光层的一个表面上的低折射率层，并且其在380nm至780nm的波长区域中折射率为1.20至1.60。
在380nm至780nm的波长区域中折射率为1.20至1.60的低折射率层可以包含粘结剂树脂和分散在粘结剂树脂中的有机颗粒或无机颗粒。任选地，其还可以包含具有光反应性官能团的含氟化合物和/或具有光反应性官能团的基于硅的化合物。
粘结剂树脂包含含有多官能(甲基)丙烯酸酯重复单元的(共聚)聚合物，并且这样的重复单元可以例如来自多官能(甲基)丙烯酸酯化合物，例如三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯(TMPEOTA)、甘油丙氧基化三丙烯酸酯(GPTA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)、或二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)。
包含在含氟化合物或基于硅的化合物中的光反应性官能团可以包括选自以下的一种或更多种官能团：(甲基)丙烯酸酯基、环氧基、乙烯基和硫醇基。
包含光反应性官能团的含氟化合物可以为选自以下的一种或更多种化合物：i)脂族化合物或脂族环状化合物，其中取代有至少一个光反应性官能团并且至少一个氟取代至少一个碳；ii)杂脂族化合物或杂脂族环状化合物，其中取代有至少一个光反应性官能团，至少一个氢被氟替代并且至少一个碳被硅替代；iii)基于聚二烷基硅氧烷的聚合物，其中取代有至少一个光反应性官能团并且至少一个氟取代至少一个硅；以及iv)聚醚化合物，其中取代有至少一个光反应性官能团并且至少一个氢被氟替代。
低折射率层可以包含中空无机纳米颗粒、实心无机纳米颗粒和/或多孔无机纳米颗粒。
中空无机纳米颗粒是指最大直径小于200nm并且在其表面上和/或内部具有空的空间的颗粒。中空无机纳米颗粒可以包括选自数均粒径为1nm至200nm或10nm至100nm的无机细颗粒中的一者或更多者。此外，中空无机纳米颗粒的密度可以为1.50g/cm3至3.50g/cm3。
中空无机纳米颗粒的表面上可以包含选自以下的一种或更多种反应性官能团：(甲基)丙烯酸酯基、环氧基、乙烯基和硫醇基。通过在中空无机纳米颗粒的表面上包含上述反应性官能团，其可以具有较高的交联度。
实心无机纳米颗粒可以包括选自数均粒径为0.5nm至100nm的实心无机细颗粒中的一者或更多者。
多孔无机纳米颗粒可以包括选自数均粒径为0.5nm至100nm的无机细颗粒中的一者或更多者。
相对于100重量份的(共聚)聚合物，低折射率层可以包含10重量份至400重量份的无机纳米颗粒；和20重量份至300重量份的包含光反应性官能团的含氟化合物和/或基于硅的化合物。
同时，根据本公开内容的另一个实施方案，可以提供包括所述光学层合体的偏光板。
偏光板可以包括光学层合体作为偏振器保护膜。因此，偏光板可以包括偏振器和形成在偏振器的一个表面上的光学层合体，以及形成在偏振器的另一个表面上以面向光学层合体的第二偏振器保护膜。
第二偏振器保护膜可以为光学层合体中包括的聚合物基底、酯树脂膜例如PET、纤维素膜例如TAC等。
该实施方案的偏光板包括偏振器。作为偏振器，可以使用本领域中公知的偏振器，例如由包含碘或二色性染料的聚乙烯醇(PVA)构成的膜。在这种情况下，偏振器可以通过使碘或二色性染料在聚乙烯醇膜上染色并对该膜进行拉伸来制造，但是制造方法没有特别限制。
同时，当偏振器为聚乙烯醇膜时，可以没有特别限制地使用聚乙烯醇膜，只要其包含聚乙烯醇树脂或其衍生物即可。此时，聚乙烯醇树脂的衍生物的实例包括但不限于聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂等。或者，聚乙烯醇膜可以是在本领域中通常用于生产偏振器的市售聚乙烯醇膜，例如，由Kuraray制造的P30、PE30或PE60，或者由NipponSynthetic Chemical Industry Co.,Ltd.制造的M3000或M6000等。
聚乙烯醇膜的聚合度没有限制，但可以为1000至10000，优选1500至5000。当聚合度满足该范围时，分子可以自由移动并且可以与碘、二色性染料等顺利结合。此外，偏振器的厚度可以为40μm或更小、30μm或更小、20μm或更小、1μm至20μm、或1μm至10μm。在这种情况下，可以将包括偏振器的装置例如偏光板和图像显示装置制造得更薄且更轻。
偏光板还可以包括粘合剂层，所述粘合剂层位于偏振器与光学层合体的聚合物基底之间并且其厚度为0.1μm至5μm。
在粘合剂层中，可以没有限制地使用本领域中使用的各种偏光板粘合剂，例如基于聚乙烯醇的粘合剂、基于聚氨酯的粘合剂、基于丙烯酸的粘合剂、基于阳离子的或基于自由基的粘合剂等作为粘合剂。
根据本公开内容的另一个实施方案，可以提供包括上述光学层合体或偏光板的显示装置。
显示装置的具体实例没有限制，并且可以为例如诸如液晶显示器、等离子体显示装置、或有机发光二极管装置的装置。
作为一个实例，显示装置可以为包括如下的液晶显示装置：彼此面对的偏光板对；顺序堆叠在偏光板对之间的薄膜晶体管、滤色器和液晶单元；以及背光单元。
在显示装置中，光学层合体或偏光板可以设置在显示面板的面向观察者的最外表面上或者设置在显示面板的面向背光的最外表面上。
在另一个实例中，显示装置可以包括显示面板；和布置在显示面板的至少一个表面上的偏光板。
显示装置可以为包括液晶面板和设置在液晶面板的两个表面上的光学层合体的液晶显示装置，其中至少一个偏光板可以为根据本公开内容的一个实施方案的包括偏振器的偏光板。
此时，包括在液晶显示装置中的液晶面板的类型没有特别限制，但是例如，可以使用已知的面板，例如无源矩阵型面板，例如扭曲向列(TN)、超扭曲向列(STN)、铁电(F)或聚合物分散(PD)面板；有源矩阵型面板，例如二端子或三端子面板、面内切换(IPS)面板或垂直取向(VA)面板。
有益效果
根据本公开内容，可以提供实现高对比度和优异图像清晰度并且具有诸如高耐磨性和耐刮擦性的机械特性的光学层合体、包括该光学层合体的偏光板、以及包括该偏光板的液晶面板和显示装置。
附图说明
图1示出了实施例1的光学层合体的截面TEM照片。
图2示出了实施例2的光学层合体的截面TEM照片。
图3示出了比较例1的光学层合体的截面TEM照片。
图4示出了比较例2的光学层合体的截面TEM照片。
图5为用激光显微镜(光学轮廓仪)拍摄的在实施例3的光学层合体中确认的100μm或更大的细突起的照片。
图6示出了实施例3的光学层合体的截面TEM照片。
图7示出了比较例4的光学层合体的截面TEM照片。
具体实施方式
在下文中，将通过实施例更详细地描述本公开内容的实施方案。然而，提供这些实施例仅是用于举例说明的目的并且不旨在限制本公开内容的范围。
[制备例1和2：用于形成防眩光层的涂覆组合物的制备]
制备例1
将25重量％的季戊四醇三(四)丙烯酸酯、22.4重量％的UA-306T(作为氨基甲酸酯丙烯酸酯的甲苯二异氰酸酯与季戊四醇三丙烯酸酯的反应产物，由Kyoeisha Chemical制造)、2.5重量％的作为光聚合引发剂的Irgacure 184、24.5重量％的乙醇、24.5重量％的2-丁醇、1重量％的XX-113BQ(平均直径：2.0μm，折射率：1.555，聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯的共聚颗粒，由Sekisui Plastic制造)、0.1重量％的MA-ST(直径为15nm的二氧化硅颗粒，由Nissan Chemical制造)混合以制备用于形成防眩光层的涂覆组合物。
制备例2
将25重量％的季戊四醇三(四)丙烯酸酯、22.4重量％的丙烯酸2-羟基乙酯、2.5重量％的作为光聚合引发剂的Irgacure 184、24.5重量％的甲基乙基酮、24.5重量％的2-丁醇、1重量％的XX-113BQ(平均直径：2.0μm，折射率：1.555，聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯的共聚颗粒，由Sekisui Plastic制造)和0.1重量％的MA-ST(直径为15nm的二氧化硅颗粒，由Nissan Chemical制造)混合以制备用于形成防眩光层的涂覆组合物。
[实施例1和2和比较例1和2：光学层合体的制备]
实施例1
通过棒涂法将制备例1的用于形成防眩光层的涂覆组合物涂覆到包含平均直径为300nm的橡胶颗粒的丙烯酸类膜(WOLF，由Sumitomo提供，厚度：60μm)上，使得干燥之后的厚度为约5μm。
然后，将涂覆有所述组合物的膜在40℃下干燥2分钟，并用汞灯在50mJ/cm2的条件下固化。
实施例2
通过棒涂法将制备例1的用于形成防眩光层的涂覆组合物涂覆到包含平均直径为300nm的橡胶颗粒的丙烯酸类膜(WOLF，由Sumitomo提供，厚度：60μm)上，使得干燥之后的厚度为约5μm。
然后，将涂覆有所述组合物的膜在70℃下干燥2分钟，并用汞灯在50mJ/cm2的条件下固化。
比较例1
通过棒涂法将制备例1的用于形成防眩光层的涂覆组合物涂覆到包含平均直径为300nm的橡胶颗粒的丙烯酸类膜(WOLF，由Sumitomo提供，厚度：60μm)上，使得干燥之后的厚度为约5μm。
然后，将涂覆有所述组合物的膜在90℃下干燥2分钟，并用汞灯在50mJ/cm2的条件下固化。
比较例2
通过棒涂法将制备例2的用于形成防眩光层的涂覆组合物涂覆到包含平均直径为300nm的橡胶颗粒的丙烯酸类膜(WOLF，由Sumitomo提供，厚度：60μm)上，使得干燥之后的厚度为约5μm。
然后，将涂覆有所述组合物的膜在40℃下干燥2分钟，并用汞灯在50mJ/cm2的条件下固化。
[实验例：光学层合体的物理特性的测量]
实验例1.光学层合体的雾度的评估
确定实施例和比较例中制备的光学层合体的内部雾度和外部雾度，并确定总雾度值。
具体地，使用雾度计(HM-150，A光源，由Murakami Color Research Laboratory制造)根据JIS K 7361标准测量三次透射率，并根据JIS K 7105标准测量三次雾度，然后计算各测量的平均值以获得总雾度。此外，为了使制造的涂层的表面平坦，将雾度为0的粘合剂附接至表面，使得外部不规则物埋置在粘合剂中，然后用雾度计测量三次雾度，并计算平均值以获得内部雾度。此后，通过从总雾度值中减去内部雾度值获得外部雾度值。
实验例2.图像清晰度(％)的测量
使用由Suga Test Instrument Co.,Ltd.制造的ICM-1T测量实施例和比较例的每一者中获得的光学层合体的图像清晰度。以0.125mm、0.5mm、1mm和2mm的狭缝宽度测量图像清晰度并且显示为总数。
实验例3.截面的测量
使用电子透射显微镜(TEM)具体确定在实施例和比较例的光学层合体的每一者中防眩光层内部存在橡胶颗粒的区域，并且结果示于图1至4中。
实验例4.耐刮擦性的测量
用钢棉(#0000)在负载下以27rpm的速度将实施例和比较例中获得的光学层合体的表面来回摩擦10次。通过确定通过用肉眼观察到1mm或更大的划痕数为1或更小时的最大负载来评估耐刮擦性。
[表1]
Figure GDA0003512989790000151
此外，如图1所示，确定在实施例1的光学层合体中，在超过聚合物基底与防眩光层之间的界面的防眩光层中不存在橡胶颗粒，并且确定在实施例2的光学层合体中，从聚合物基底与防眩光层之间的界面起防眩光层的厚度的29％以内存在截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒。
相比之下，确定在比较例1的光学层合体中，存在于聚合物基底中的橡胶颗粒甚至存在于防眩光层的整个区域中，并且确定在比较例2的光学层合体中，从聚合物基底与防眩光层之间的界面起防眩光层的厚度的高达62％范围存在截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒。
另一方面，如表1所示，确定实施例1和2的光学层合体在具有高的耐刮擦性的同时具有可以实现防眩光特性的水平的雾度和高图像清晰度，而比较例1和2的光学层合体具有低水平的耐刮擦性，并且它们具有难以具有防眩光特性的外部雾度值。
[实施例3至5和比较例3和4：光学层合体的制备]
(1)用于形成防眩光层的涂覆组合物的制备
将下表2中所示的组分混合以制备用于形成防眩光层的涂覆组合物。
(2)光学层合体的制备
通过#12mayer棒将以上制备的用于形成防眩光层的涂覆溶液各自涂覆到下表2中所述的聚合物基底上，然后在40℃的温度下干燥2分钟，然后进行UV固化以形成防眩光层(涂层厚度为4μm)。当进行UV固化时，UV灯使用H灯泡，在氮气气氛下进行固化反应，并且在固化期间照射的UV光量为150mJ/cm2。
[表2]
Figure GDA0003512989790000171
TMPTA：三羟甲基丙基三丙烯酸酯
PETA：季戊四醇三丙烯酸酯
UA-306T：作为氨基甲酸酯丙烯酸酯的甲苯二异氰酸酯与季戊四醇三丙烯酸酯的反应产物(由Kyoeisha Chemical制造)
G8161：可光固化丙烯酸酯聚合物(Mw约200,000，由San Nopco制造)
RG-184：引发剂(Irgacure 184，Ciba)
Tego-270：流平剂(Tego)
BYK350：流平剂(BYK Chemie)
IPA：异丙醇
XX-103BQ(2.0μm 1.515)：聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯的共聚颗粒(由SekisuiPlastic制造)
XX-113BQ(2.0μm 1.555)：聚苯乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯的共聚颗粒(由SekisuiPlastic制造)
MA-ST(在甲醇中30％)：其中尺寸为10nm至15nm的纳米二氧化硅颗粒分散在甲醇中的分散体(Nissan Chemical的产品)
EtOH：乙醇
n-BA：乙酸正丁酯
2-BuOH：2-丁醇
[实验例：光学层合体的物理特性的测量]
实验例5：聚集在防眩光层的表面上的细颗粒的比率的确定
将来自实施例和比较例的每一者中获得的光学层合体的切割成50cm×50cm(宽度×长度)的样品放置在黑色无光纸上，在照度为700lux的LED照明下。然后，将膜布置成使得光基于样品膜的表面以70度入射，然后从光被反射的一侧观察以发现具有比周围部分更强闪光的细突起。
由细突起确定的部分由直径为5mm的圆表示，并且突起的数目和突起面积比根据以下一般式计算。此时，通过以下一般式2计算突起的数目，由以下一般式1限定在防眩光层的外表面上形成有直径为100μm或更大的细突起(有机细颗粒或无机细颗粒聚集体)的面积的比率。
[一般式1]
在防眩光层的一个表面上细突起占据的面积的比率＝(细突起的数目×直径为5mm的圆的面积)/防眩光层的一侧的面积(mm2)
一般式1中的“直径为5mm的圆”被限定为细突起占据的面积。
[一般式2]
突起的数目(数目/m2)：以50cm×50cm×4测量的数目
[表3]
Figure GDA0003512989790000191
*通过实验例1至4的方法进行光学层合体的雾度评估、图像清晰度(％)测量、截面测量。
如表3所示，确定实施例的光学层合体具有50个/m2或更小的存在于防眩光层的外表面上的细突起，并且在具有高耐刮擦性的同时实现可以实现防眩光特性的水平的雾度和高图像清晰度。相反，确定比较例的光学层合体具有100个/m2或更大的存在于防眩光层的外表面上的细突起的比率，并且实现低水平的耐刮擦性或相对低的图像清晰度。
此外，如图6所示，确定在实施例3的光学层合体中，从聚合物基底与防眩光层之间的界面起防眩光层的厚度的25％以内存在截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒。
相反，如图7所示，确定在比较例4的光学层合体中，从聚合物基底与防眩光层之间的界面起到防眩光层的厚度的90％的范围存在截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒。
[符号说明]
1 聚合物基底
2 防眩光层
3 橡胶颗粒
4 聚合物基底与防眩光层之间的界面
5 防眩光层的表面
6 从聚合物基底与防眩光层之间的界面起存在橡胶颗粒的最大范围

Claims (14)

1.一种光学层合体，包括：聚合物基底，所述聚合物基底包含聚合物树脂和分散在所述聚合物树脂中的截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒；以及
防眩光层，所述防眩光层包含粘结剂树脂和分散在所述粘结剂树脂中的有机细颗粒和无机细颗粒，
其中所述光学层合体的总雾度为0.1％或更大且3％或更小，
其中从所述聚合物基底与所述防眩光层之间的界面起所述防眩光层的厚度的50％以内存在截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒，
其中在所述防眩光层中，存在于所述防眩光层的外表面上的通过所述有机细颗粒或所述无机细颗粒聚集形成的直径为100μm或更大的细突起的比率为50个/m2或更小。
2.根据权利要求1所述的光学层合体，其中
从所述聚合物基底与所述防眩光层之间的界面起所述防眩光层的厚度的30％以内存在所述截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒。
3.根据权利要求1所述的光学层合体，其中
所述聚合物树脂包括选自以下的一者或更多者：(甲基)丙烯酸酯树脂、纤维素树脂、聚烯烃树脂和聚酯树脂。
4.根据权利要求1所述的光学层合体，其中
存在于从所述聚合物基底与所述防眩光层之间的界面起所述防眩光层的厚度的50％以内的所述截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒和
包含在所述聚合物基底中的所述截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒为相同组分的橡胶颗粒。
5.根据权利要求1或4所述的光学层合体，其中
存在于从所述聚合物基底与所述防眩光层之间的界面起所述防眩光层的厚度的50％以内的所述截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒和包含在所述聚合物基底中的所述截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒分别包括选自基于苯乙烯-丁二烯的橡胶和丙烯酸类橡胶中的一种或更多种橡胶。
6.根据权利要求1所述的光学层合体，其中
所述聚合物基底的厚度为10μm至150μm，以及
所述防眩光层的厚度为1μm至10μm。
7.根据权利要求1或6所述的光学层合体，其中
所述防眩光层的厚度与所述聚合物基底的厚度的比率为0.008至0.8。
8.根据权利要求1所述的光学层合体，其中
相对于100重量份的所述粘结剂树脂，所述聚合物基底包含5重量份至50重量份的截面直径为10nm至500nm的橡胶颗粒。
9.根据权利要求1所述的光学层合体，其中
包含在所述防眩光层中的所述有机细颗粒的截面直径为1μm至50μm，以及
包含在所述防眩光层中的所述无机细颗粒的截面直径为1nm至500nm。
10.根据权利要求1所述的光学层合体，其中
所述聚合物基底的在40℃和100％湿度下测量24小时的水分渗透量为150g/m2或更小。
11.根据权利要求1所述的光学层合体，其中
通过所述有机细颗粒或所述无机细颗粒聚集形成的所述细突起的直径为100μm至300μm。
12.根据权利要求1或11所述的光学层合体，其中
由以下一般式1限定的在所述防眩光层的一个表面上所述细突起占据的面积的比率为0.5面积％或更小，
[一般式1]
在所述防眩光层的一个表面上所述细突起所在的面积的比率＝(细突起的数目×直径为5mm的圆的面积)/所述防眩光层的一侧的以mm2计的面积
其中所述一般式1中的所述“直径为5mm的圆”被限定为所述细突起占据的面积。
13.一种偏光板，包括根据权利要求1所述的光学层合体。
14.一种显示装置，包括根据权利要求13所述的偏光板。
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