專利名稱：高折射率可聚合組合物及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可聚合組合物。本發(fā)明另外涉及一種光學膜，包含一基材和至少一層由所述可聚合組合物所形成的光學層。所述光學膜可用于顯示器的背光模塊中作為增亮膜。
背景技術(shù)：
近年來，液晶顯示器(簡稱「LCD」)具有輕、薄、短、小、熱量與耗電低、以和幾乎無輻射傷害的優(yōu)點，已逐步取代傳統(tǒng)陰極射線管(CRT)顯示器。
一般而言，液晶顯示器的主要結(jié)構(gòu)包含面板和背光模塊兩大部分，面板部分包括例如氧化銦錫(ITO)導電玻璃、液晶、配向膜、彩色濾光片、偏光片、驅(qū)動集成電路等，背光模塊部分則包含例如燈管、導光板和各種光學膜等。LCD的整體光學表現(xiàn)為受到背光模塊部分所有組件的交互影響，其中，光學膜更在屏幕亮度、均勻度、對比與視角上扮演了重要的角色。
為使LCD能夠呈現(xiàn)更好的觀賞角度與色彩，目前業(yè)界已有諸多嘗試，例如，已知可通過增加燈管數(shù)目來提高LCD面板的亮度，然而，此不但容易導致過多熱量累積在液晶顯示器中，而影響到其它組件的壽命和質(zhì)量，同時會導致耗電過高，而無法滿足許多信息類用品必須依靠電池以便離線使用的要求。
目前，在背光模塊中利用各式各樣的光學膜，提供一種能提高LCD面板亮度以使光源發(fā)揮最大效率的、卻不需更改任何組件設(shè)計或消耗額外能源的做法已成為最經(jīng)濟和簡便的解決方案。
增亮膜通常簡稱為BEF(Brightness Enhancement Film)或指聚光膜，其可通過例如在厚度僅125μm的聚酯光學薄膜上，利用高能量紫外線(UV)將特殊丙烯酸樹脂硬化成棱鏡微結(jié)構(gòu)而制成。增亮膜主要的功能在于通過折射和內(nèi)部全反射將由導光板(light guide)散發(fā)到四面八方的散亂的光線收集，并集中到約±35度的正視角(on-axis)方向，以提高LCD的亮度。
目前已有許多專利文獻發(fā)表有關(guān)增亮膜如何應用于背光模塊中，例如，3M公司的美國專利第4,791,540號揭示以兩片以上的聚光膜垂直交迭使用，借此組成的背光模塊可以有效地增加亮度。另外，美國專利第5,828,488號提到利用擴散膜和聚光膜等組件所組成的背光模塊，可以有效增加LCD面板的亮度。
歐洲公開專利第1 352 000 A1號揭示一種由基材和聚合物涂層所形成的棱鏡結(jié)構(gòu)所組成的增亮膜，此增亮膜雖然具有高折射率，然而，由于所述聚合物涂層包含具有結(jié)構(gòu)的材料，故容易產(chǎn)生黃化現(xiàn)象。
聚合物涂層的折射率決定增亮膜的效率，折射率越高，增亮膜的增亮效果越好。一般常見的聚合物涂層的折射率大約介于1.48到1.5之間。已知可通過添加鹵素以獲得折射率超過1.5的聚合物涂層，然而，鹵素的存在容易造成環(huán)境污染。
目前，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員仍致力于獲得無上述缺點且具有高折射率的光學膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種可聚合組合物。本發(fā)明另外涉及一種光學膜，包含一基材和至少一層由此可聚合組合物所形成的光學層。此光學膜可用于顯示器的背光模塊中作為增亮膜。


圖1為本發(fā)明的光學膜示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明可聚合組合物包含(a)至少一種式(I)單體
(I)其中X1和X2分別選自H、甲基和鹵素，R1選自H和甲基，R2選自具有2到12個碳原子的直鏈或分支鏈狀烴，其可經(jīng)一個或多個選自氧和硫的雜原子所間隔，a為1到5的整數(shù)，b為1到4的整數(shù)，和n為0到6的整數(shù)；和(b)光引發(fā)劑。
在本發(fā)明的一個具體實施例中，式(I)單體中X1和X2均為H，R1選自H和甲基，R2為具有2到6個碳原子的鏈狀烴，其可經(jīng)一個或多個選自氧和硫的雜原子所間隔，a和b均為1，和n為0到3的整數(shù)，即，表示為下述的式(I1)單體 (I1)在更進一步的較適宜的具體實施例中，為使用式(I)單體中X1和X2均為H，R1選自H和甲基，R2為伸乙基，a、b和n均為1，即，表示為下述的式(I2)單體 (I2)。
通常，在本發(fā)明可聚合組合物中，式(I)單體的用量，以組合物總量計，為從10到99.9重量％，較適宜為從30到60重量％。
本發(fā)明可聚合組合物所包含的光引發(fā)劑，其為經(jīng)光照射后會產(chǎn)生自由基，而透過自由基的傳遞引發(fā)聚合反應。適用于本發(fā)明的光引發(fā)劑并無特殊限制，其例如但不限于二苯甲酮(benzophenone)，二苯乙醇酮(benzoin)、二苯乙二酮(benzil)、2，2-二甲氧基-1，2-二苯基乙-1-酮(2，2-dimethoxy-1，2-diphenylethan-1-one)，1-羥基環(huán)已基苯基酮(1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone)，2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物(2，4，6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide)，或此等的混合物。較佳的光引發(fā)劑為二苯甲酮。光引發(fā)劑的用量取決于所使用單體的種類和用量，以組合物總重量計，較佳為從0.1到10重量％。
本發(fā)明可聚合組合物的折射率為至少1.55，并視需要添加表示為下述的式(II)單體(組份(c))，以進一步提高折射率和當應用于顯示器的光學膜時，增加顯示器的背光模塊的亮度。
(II)其中X3和X4分別選自H、甲基和鹵素，c和d分別為1到4的整數(shù)和G選自下列基團 和 其中R3選自H和甲基，和m為0到6的整數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明另一個具體實施例，式(II)單體中的X3和X4均為H，c和d均為1，G為 ，其中R3選自H和甲基。即，表示為下述的式(II1)單體 (II1)
在一個較適宜的具體實施例中，式(II)單體中X3和X4均為H，c和d均為1，G為 ，其中R3為甲基。即，表示為下述的式(II2)單體 (II2)若添加時，式(II)單體的用量，以組合物的總重量計，可為從1到60重量％，較適宜為從15到30重量％。添加式(II)單體于本發(fā)明可聚合組合物中，其折射率為至少1.55，較適宜為1.55至1.65。
為提高本發(fā)明可聚合組合物的成膜性，本發(fā)明可聚合組合物可視需要另外添加至少一種丙烯酸酯類單體(組份(d))?？捎糜诒景l(fā)明中的丙烯酸酯類單體例如但不限于(甲基)丙烯酸酯單體、聚氨酯丙烯酸酯(urethane acrylate)、聚酯丙烯酸酯(polyester acrylate)或環(huán)氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)等，較適宜為(甲基)丙烯酸酯單體。上述丙烯酸酯類單體可具有一個或多個官能基，較適宜為為具多官能基，其可作為交聯(lián)劑，和提高玻璃轉(zhuǎn)化溫度。
適用于本發(fā)明的(甲基)丙烯酸酯單體的實例例如選自包括(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸脂(tripropylene glycol di(meth)acrylate)、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯(1，4-butanediol di(meth)acrylate)、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯(1，6-hexanediol di(meth)acrylate)、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(polyethyleneglycol di(meth)acrylate)、烯丙基化二(甲基)丙烯酸環(huán)己酯(allylated cyclohexyl di(meth)acrylate)、二(甲基)丙烯酸異氰尿酸酯(isocyanurate di(meth)acrylate)、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(ethoxylated trimethylol propane tri(meth)acrylate)、丙氧基化甘油三(甲基)丙烯酸酯(propoxylated glycerol tri(meth)acrylate)、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(trimethylol propane tri(meth)acrylate)、異氰脲酸三(丙烯氧乙基)酯(tris(acryloxyethyl)isocyanurate)和此等的混合物所組成的群組。
市售多官能基(甲基)丙烯酸酯單體例子包括由Sartomer公司生產(chǎn)、商品名為SR454、SR494、SR9020、SR9021和SR9041，由Eternal公司生產(chǎn)、商品名為624-100，和由UCB公司生產(chǎn)、商品名為Ebecryl 600、Ebecryl830、Ebecryl 3605、Ebecryl 6700等。
若添加時，所述丙烯酸酯類單體的用量，以組合物總重量計，可為從1到60重量％，較適宜為從10到30重量％。
本發(fā)明可聚合組合物可視需要地添加任何熟知的添加劑，例如無機填料、流平劑、消泡劑、抗靜電劑等。添加無機填料可使組合物所形成的涂層在固化后提高棱鏡峰的硬度。可用于本發(fā)明中的無機填料種類并無特殊限制，其例如但不限于二氧化鈦(TiO2)、二氧化硅(SiO2)、氧化鋅(ZnO)、硫酸鋇(BaSO4)、碳酸鈣(CaCO3)、氧化鋯(ZrO2)或彼等的混合物。較適宜地，所述無機填料為二氧化硅。一般而言，所述無機填料具有介于0.01微米到100微米之間的粒度大小。
本發(fā)明還提供一種光學膜，其包含一基材和至少一層由上述可聚合組合物所形成的光學層。本發(fā)明的光學膜可用于顯示器的背光模塊中作為增亮膜。
圖1顯示本發(fā)明光學膜的一個方面，其包含一基材1和至少一層由上述可聚合組合物所形成、具有棱鏡結(jié)構(gòu)的光學層2。
本發(fā)明光學膜所使用的基材，可為任何本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，例如玻璃或塑料。上述塑料基材并無特殊限制，其例如但不限于聚酯樹脂(polyester resin)，如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)；聚丙烯酸酯樹脂(polyacrylate resin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚烯烴樹脂(polyolefinresin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)；聚酰亞胺樹脂(polyimide resin)；聚碳酸酯樹脂(polycarbonate resin)；聚胺基甲酸酯樹脂(polyurethane resin)；三醋酸纖維素(TAC)；或該等的混合物。較適宜為聚酯樹脂或聚碳酸酯樹脂，更適宜為聚對苯二甲酸乙二酯。
基材的厚度通常取決于理想的光學產(chǎn)品的需求，其較適宜介于50μm到150μm之間。
本發(fā)明光學層的厚度一般介于5μm到100μm之間，較適宜為10μm到40μm。其可以是平面膜或具微結(jié)構(gòu)形式，其中，微結(jié)構(gòu)形式包括例如但不限于規(guī)則或不規(guī)則棱鏡花紋、環(huán)狀棱鏡花紋、立體角花紋和透鏡狀花紋。較適宜地，所述光學層上具有規(guī)則的棱鏡花紋，此類型光學層具有較佳的集光效果，故可使顯示器具備提高的亮度。
通常，本發(fā)明光學層具有至少1.55的折射率，較適宜為從1.55到1.65。
本發(fā)明光學膜可根據(jù)本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的任何方式制造，例如，可通過包含以下步驟的方法制造(1)將(a)式(I)單體，(b)光引發(fā)劑，視需要地，和(c)式(II)單體、(d)丙烯酸酯類單體、與熟知添加劑混合，形成一膠態(tài)可聚合組合物，(2)將步驟(1)的膠態(tài)可聚合組合物涂布在一基材上，形成一涂層，再利用滾輪壓花或熱擠壓方式于所述涂層上形成一棱鏡花紋，(3)在常溫或加熱下，對步驟(2)的涂層照射能量射線，使之固化。
若需要，可重復進行上述各步驟，以獲得包含復數(shù)層光學層的光學膜。
以下實施例為用于進一步說明本發(fā)明，并非用以限制本發(fā)明的范圍。任何本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易達成的修飾和改變均包括在本說明書揭示內(nèi)容和所附申請專利范圍的內(nèi)。
根據(jù)以下描述的方式制造本發(fā)明的光學膜，各實施例的配方的組成如以下表1所述。
表1

將上述重量比例的EM2108 2-丙烯酸2-[4-(1-甲基-1-苯乙基)苯基]乙酯，由Eternal公司所生產(chǎn)和MPSMA 4，4’-雙(甲基丙烯酸硫代)二苯硫，由Sumitomo Seika公司所生產(chǎn)和624-100環(huán)氧丙烯酸酯，由Eternal公司所生產(chǎn)混合，然后加入二苯甲酮由Double bond公司所生產(chǎn)，在50℃和1,000rpm轉(zhuǎn)速下，一起攪拌，形成一膠態(tài)可聚合組合物。
將此膠態(tài)可聚合組合物涂布在一聚苯二甲酸乙二酯(PET)基材上U34，由TORAY公司所生產(chǎn)，以形成涂層，然后利用滾輪壓花方式在涂層上形成一規(guī)則狀棱鏡花紋。接著，在常溫下，以能量射線照射所述涂層，使之固化。得到具有厚度為25μm的光學層的光學膜。
將上述各光學膜進行折射率試驗(依照由Index Instruments公司提供的AUTOMATIC REFRACTOMETER GPR11-37儀器)和亮度增加試驗(依照TOPCON公司提供的BM-7儀器)，所得結(jié)果如下列表2所示。
表2

根據(jù)表2的結(jié)果可知，由本發(fā)明可聚合組合物形成的光學層的折射率均高達1.55以上，且亮度增加，故具有較適宜的聚光效果。且添加式(II)單體可得到較高折射率。
以下申請專利范圍用以界定本發(fā)明的合理保護范圍。應明了，本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的揭示所可達成的種種顯而易見的改進，亦應屬于本發(fā)明合理的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種可聚合組合物，其包含(a)至少一種式(I)單體 X1和X2分別選自H、甲基和鹵素，R1選自H和甲基，R2選自具2到12個碳原子的直鏈或分支鏈狀烴，其可被一個或多個選自氧和硫的雜原子間隔，a為1到5的整數(shù)，b為1到4的整數(shù)，和n為0到6的整數(shù)；和(b)光引發(fā)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可聚合組合物，其中(a)為式(I1)單體 其中R1選自H和甲基，R2為具2到6個碳原子的直鏈或分支鏈狀烴，其可被一個或多個選自氧和硫的雜原子間隔，和n為0到3的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可聚合組合物，其(a)為式(I2)單體 其中R1選自H和甲基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可聚合組合物，其中以組合物總重量計，(a)的用量為從10到99.9重量％，和(b)的用量為從0.1到10重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可聚合組合物，另外包含(c)式(II)單體 其中X3和X4分別選自H、甲基和鹵素，c和d分別為1到4的整數(shù)，和G為選自下列基團 和 其中R3選自H和甲基，和m為0到6的整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可聚合組合物，其中(c)為式(II1)單體 其中R3選自H和甲基。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可聚合組合物，其中(c)為式(II2)單體
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可聚合組合物，其中以組合物總重量計，(c)的用量為從1到60重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可聚合組合物，另外包含(d)至少一種多官能基(甲基)丙烯酸酯單體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可聚合組合物，其中以組合物總重量計，(d)的用量為從1到60重量％。
11.一種光學膜，其包含一基材，和涂布在所述基材表面的至少一層由根據(jù)權(quán)利要求1到10任一權(quán)利要求所述的可聚合組合物所形成的光學層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學膜，其中所述基材為塑料或玻璃。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學膜，其中所述光學層具有微結(jié)構(gòu)形式。
14.根據(jù)權(quán)利要求11到13任一權(quán)利要求所述的光學膜，其中所述光學層具有5μm到100μm的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求11到13任一權(quán)利要求所述所述的光學膜，其中所述光學層具有至少1.55的折射率。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學膜，其為用在顯示器的背光模塊中作為增亮膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可聚合組合物，包含(a)至少一種式(I)單體，其中，X
文檔編號G02F1/1335GK1844986SQ20051006328
公開日2006年10月11日 申請日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者莊士億, 吳督宜, 蔡兆益 申請人:長興化學工業(yè)股份有限公司