專利名稱：近紅外線吸收膜和包括所述膜的等離子顯示器濾光器的制作方法
背景技術：
(a)發(fā)明領域本發(fā)明涉及近紅外線吸收膜和包括所述膜的等離子顯示器濾光器，更具體地，其中膜和濾光器降低了在高溫和高濕度條件下的透射率差異并具有優(yōu)異的耐久性和熱穩(wěn)定性，以及在可見區(qū)的高透射率。
(b)相關技術描述近來，作為提供大屏幕的平板顯示器的等離子顯示器(PDP)受到關注。
等離子顯示器通過密封放電氣體如氖氣(Ne)、氬氣(Ar)、氙氣(Xe)等并通過真空UV(紫外線)輻照從紅色磷光體、綠色磷光體和藍色磷光體各自發(fā)光而提供三原色。然而，難以獲得清晰的紅色，因為當激發(fā)的氖原子回到基態(tài)時發(fā)出在約590nm處的氖黃色光。
為了解決這一問題，在等離子顯示器中采用另外的等離子顯示器濾光器，使得紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)的光通過濾光器，而阻擋約590nm的黃色光和在800到1000nm區(qū)域內(nèi)的近紅外線。
近紅外線吸收膜(NIR膜)應在高溫和高濕度條件下具有良好的耐久性，并且對800到1200nm，特別是850到1000nm的近紅外區(qū)域有高的吸收。優(yōu)選地，其對430到700nm范圍內(nèi)的可見光的可見光透射率至少為60％。
通過將染料和粘合劑混合到溶液中、并將其涂布在透明面板上或?qū)⑵滂T造成膜來制備近紅外線吸收膜。
適合的粘合劑包括聚碳酸酯、脂族聚酯、聚丙烯酸酯、三聚氰胺、芳族酯、脂族聚烯烴、芳族聚烯烴、聚乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、及其共聚物。
美國專利5,804,102和美國專利2001-0005278說明了適合的染料，如銨鹽、胺鎓鹽(aminium salt)、二亞胺鎓鹽(diimmonium salt)、醌鹽、酞菁(phthalocyanine)、萘菁(naphthalocyanine)、花青(cyanine)和金屬絡合物。
美國專利6,117,370和美國專利6,522,463公開了使用其中共聚了至少60摩爾％的雙環(huán)二醇組分的聚碳酸酯樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、或聚酯樹脂作為粘合劑樹脂，使二亞胺鎓鹽或二巰基鎳絡合物染料與三氯甲烷(CHCl3)混合，并將其涂布在透明的襯底上制備的近紅外線吸收膜。然而，氯仿(CHCl3)的使用在國際上受限制，因為已知其破壞臭氧層。因此，應該裝備另外的系統(tǒng)收集殘留的氯仿。
因此，隨著最近對等離子顯示器的興趣的增加，迫切需要開發(fā)近紅外線吸收膜，其即使在高溫/濕度下也具有優(yōu)異的耐久性和穩(wěn)定的物理性能包括透射率。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供近紅外線吸收膜，其在高溫和高濕度條件下也只發(fā)生很少的透射率變化并具有優(yōu)異的耐久性和熱穩(wěn)定性和在可見區(qū)的高透射率。
本發(fā)明的另一個目的是提供包括近紅外線吸收膜的等離子顯示器濾光器。


圖1表示常規(guī)的等離子顯示器的剖視圖。
圖2表示圖1的等離子顯示器濾光器的放大剖視圖。
優(yōu)選實施方案詳述本發(fā)明提供近紅外線吸收膜，其包括(a)可交聯(lián)的粘合劑樹脂；和(b)近紅外線吸收染料。
本發(fā)明還提供制備近紅外線吸收膜的方法，其包括在溶劑中將可交聯(lián)的粘合劑樹脂與近紅外線吸收染料混合，制備涂布溶液(步驟1)；將制備的涂布溶液涂布在襯底上(步驟2)；和使在襯底上形成的涂層交聯(lián)(步驟3)。
本發(fā)明進一步提供包括近紅外線吸收膜的等離子顯示器濾光器。
本文中使用的“可交聯(lián)的”是指組合性質(zhì)，其中以自由基狀態(tài)分解后可以通過光或熱交聯(lián)官能團。
本文中使用的“可交聯(lián)的粘合劑樹脂”是指可通過光或熱交聯(lián)的樹脂。
以下給出本發(fā)明的更詳細說明。
圖1表示常規(guī)的等離子顯示器的剖視圖。
在圖1中，等離子顯示器包括顯示圖像的面板(11)；位于面板(11)后面的、使用面板操縱裝置的印刷電路板(12)；發(fā)出紅色、藍色和綠色的面板組件(13)；位于面板組件(13)前面的等離子顯示器濾光器(14)；和用于容納面板(11)、印刷電路板(12)、面板組件(13)和等離子顯示器濾光器(14)的外殼(15)。
圖2顯示圖1的等離子顯示器濾光器(14)的放大剖視圖，其中等離子顯示器濾光器(14)具有幾個層壓到透明襯底上的功能性膜。
在圖2中，等離子顯示器濾光器(14)在透明的板(140)上依次包括電磁干擾層(142，EMI膜)、氖氣切割層(144)、抗近紅外線層(146，NIR)和抗反射層(148，AR)。特別地，抗近紅外線層(146)具有近紅外線吸收膜，該膜由涂布在透明襯底上的聚合物樹脂和近紅外線吸收染料的混合物制成。
本發(fā)明的特征在于近紅外線吸收膜和包括所述近紅外線吸收膜的濾過器使用可容易地被光或熱交聯(lián)的可交聯(lián)的粘合劑樹脂，在高溫和高濕度條件下具有較小的透射率變化并具有的優(yōu)異的耐久性。
可容易地被光或熱交聯(lián)的本發(fā)明的可交聯(lián)的粘合劑樹脂由多元醇和異氰酸酯化合物組成。使用在主鏈或側(cè)鏈上具有OH官能團并可以與異氰酸酯化合物交聯(lián)的多元醇?？紤]到膜的耐久性和透射率，優(yōu)選使用數(shù)均分子量(Mn)為100到50,000的多元醇。如果Mn低于100，則近紅外線吸收膜的耐久性可能嚴重地降低。另外，如果Mn超過50,000，近紅外線吸收膜的透射率可能降低。如本領域中使用的，優(yōu)選的多元醇可選自但不限于聚醚系多元醇、聚酯系多元醇和聚烯烴系多元醇。
適合的異氰酸酯化合物可選自但不限于甲基二異氰酸酯(methyldiisocyanate)化合物、(MDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯化合物、六亞甲基二異氰酸酯化合物、三甲基六亞甲基二異氰酸酯化合物、2，4-甲苯二異氰酸酯化合物、1，5-萘二異氰酸酯化合物、異佛爾酮(isoporon)二異氰酸酯化合物、環(huán)己基甲烷二異氰酸酯化合物、二甲苯二異氰酸酯化合物和四甲基二甲苯二異氰酸酯(tetramethylene xylenediisocyanate)化合物。
優(yōu)選包括的多元醇和異氰酸酯化合物的重量比為100∶1到1∶100。如果重量比小于100∶1，則由多元醇和異氰酸酯化合物形成的氨基甲酸酯基團不能充分地交聯(lián)，其降低近紅外線吸收膜的耐久性。另外，如果重量比高于1∶100，則在襯底上涂布的近紅外線吸收膜的表面可能被未反應的異氰酸酯化合物污染。
此外，可使用交聯(lián)劑，用于提高多元醇和異氰酸酯化合物之間的交聯(lián)反應速率和用于確保充分的可交聯(lián)鍵，其中交聯(lián)劑的量相對于100重量份的異氰酸酯化合物為0到100重量份。
適合的交聯(lián)劑可選自但不限于三羥甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、甲苯二胺、乙二胺、甘油、丙氧基化(oxypropylated)乙二胺、六亞甲基二胺、間苯二胺、二乙醇胺和三乙醇胺。
與本領域已知的在近紅外線吸收膜上采用的聚合物如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯相比，本發(fā)明的交聯(lián)的粘合劑樹脂在高溫和高濕度條件下具有優(yōu)異的儲存穩(wěn)定性，并使近紅外線吸收膜在高溫下的透射率差異縮小，使耐久性改善。
適合的本發(fā)明的近紅外線吸收染料可為本領域已知的，其選自例如銨鹽、胺鎓鹽、亞胺鎓鹽、二亞胺鎓鹽、醌、酞菁、萘菁、花青和金屬絡合物。
優(yōu)選地，雖然由于具有足夠的等離子顯示器濾光器中所用的在近紅外線范圍的屏蔽作用和在可見區(qū)的透射率，可以獨立地使用亞胺鎓鹽和二亞胺鎓鹽，但優(yōu)選它們組合使用。
亞胺鎓鹽可為N，N，N′，N′-四(對二正丁基氨基苯基)對苯醌-雙亞胺鎓六氟銻酸鹽，二亞胺鎓鹽為下式1表示的二亞胺鎓陽離子化合物
式1 插入P8式(其中m為1或2的整數(shù)；與環(huán)A結(jié)合的兩個季氮原子與四個苯基B結(jié)合；和苯基B在4-位具有四個取代的氨基。)優(yōu)選單價或二價的有機酸陰離子或單價或二價的無機酸陰離子與二亞胺鎓離子結(jié)合。
對于單價的有機酸陰離子，優(yōu)選使用選自以下的一種有機羧酸根離子，如醋酸根、乳酸根、三氟醋酸根、丙酸根、苯甲酸根、乙二酸根、琥珀酸根和硬脂酸根；有機磺酸根離子，如金屬磺酸根、甲苯磺酸根、萘單磺酸根、氯代苯磺酸根、硝基苯磺酸根、十二烷基苯磺酸根、安息香磺酸根、乙磺酸根和三氟甲磺酸根；和有機硼酸根離子，如四苯基硼酸根和丁基三苯基硼酸根。
對于有機酸二價陰離子，優(yōu)選使用選自萘-1，5-二磺酸根、萘-1，6-二磺酸根和萘二磺酸根衍生物中的一種。
對于單價的無機酸陰離子，優(yōu)選使用選自鹵化物陰離子(halogenite)如氟化物陰離子、氯化物陰離子、溴化物陰離子和碘化物陰離子；硫氰酸根；六氟銻酸根；高氯酸根；高碘酸根；硝酸根；四氟硼酸根；六氟磷酸根；鉬酸根；鎢酸根；鈦酸根；釩酸根；磷酸根；和硼酸根中的一種。
優(yōu)選地，具有由式1表示的二亞胺鎓離子的二亞胺鎓鹽為由以下式2表示的化合物 (其中R1到R8各自相同和不同，選自氫、含1到5個碳原子的烷基、含3到5個碳原子的芳基。)優(yōu)選R1到R8各自為丁基。
如上所述，近紅外線吸收染料可以最大限度地吸收近紅外吸收光譜區(qū)，因此其用于使近紅外線膜的透射率最小化和增加可見光的透射率。優(yōu)選地，可交聯(lián)的粘合劑樹脂與染料的重量比為5∶1到50∶1。因此，近紅外線吸收膜的近紅外線吸收量超過95％，近紅外線透射率小于5％，并且近紅外線吸收膜在380到780nm波長處保持60％以上的可見光透射率。
同時本發(fā)明提供制備近紅外線吸收膜的方法。在下文中更詳細地描述本發(fā)明的方法。
第一步，在溶劑中將可交聯(lián)的粘合劑樹脂與近紅外線吸收染料混合，制備涂布溶液。
溶劑可為能夠溶解可交聯(lián)的粘合劑樹脂的任何普通的有機溶劑，其為選自芳香烴、酮和甲乙酮(MEK)中的一種或混合物。這其中，優(yōu)選使用甲乙酮(MEK)。
第二步，將在步驟1中得到的涂布溶液涂布在襯底上。
可通過本領域已知的噴涂、輥涂、刮涂和旋涂中的任何方法進行涂布。
適合的襯底可為透明的聚合物如聚苯乙烯、聚乙烯醇和聚丙烯酸酯。
第三步，使步驟2的在襯底上涂布的溶液交聯(lián)。
根據(jù)可交聯(lián)的粘合劑樹脂，通過紫外線輻照或在40℃到120℃加熱進行交聯(lián)。
優(yōu)選根據(jù)本發(fā)明得到的近紅外線吸收膜的厚度為1到50μm，如本領域已知的，但不限于此。
參考圖2，等離子顯示器濾光器具有的結(jié)構(gòu)為在透明面板140上依次層疊的電磁干擾屏蔽膜(EMI膜)142、氖氣切割膜144、本發(fā)明的近紅外線吸收膜(NIR膜)146和抗反射膜(AR膜)148。
另外，根據(jù)需要，等離子顯示器濾光器可包括色彩控制膜和黑屏處理膜(balck screen treatment film)，并且順序可以重新排列。
本發(fā)明使得到優(yōu)質(zhì)的屏幕成為可能，因為本發(fā)明的等離子顯示器濾光器能夠設置在等離子顯示器前面并阻擋在約590nm處的氖光(橙色)(其降低了屏幕分辨率)和在800到1000nm處的近紅外線。
在下文中，通過實施例和比較例更詳細地描述本發(fā)明。然而，以下實施例只是用于理解本發(fā)明，本發(fā)明不受以下實施例的限制。
(實施例1)在270g的甲乙酮(MEK)中溶解2077g在主鏈或側(cè)鏈上具有一個OH基團的多元醇作為粘合劑樹脂(OH值50mg KOH/g，Mw 2000)、99.7g的六亞甲基二異氰酸酯化合物(HDI)作為異氰酸酯化合物和270g的三羥甲基丙烷(TMP)和99.7g的ADS 1065A(由American DyeSource，Inc生產(chǎn))作為近紅外線吸收染料。得到的涂布溶液具有30.4重量％的溶質(zhì)。
使用繞線棒刮涂器將如此制備的涂布溶液涂布在透明面板上，在50℃干燥2分鐘并在120℃交聯(lián)3分鐘，得到厚度為3μm的染色層。
(比較例1)除了采用不可交聯(lián)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為粘合劑樹脂之外，以與實施例1相同的方法制備染色層。
(試驗例1)A高溫條件在將實施例1和比較例1制備的近紅外線吸收膜在室溫到80℃的溫度下放置500小時之后檢測透射率光譜，結(jié)果如表1中所示。
表1

B高溫和高濕度條件在將實施例1和比較例1制備的近紅外線吸收膜在室溫到80℃的溫度和90％的濕度下放置500小時之后檢測透射率光譜，結(jié)果如表2中所示。
表1

表1和表2顯示，實施例1和比較例1制備的染色層在高溫以及高溫和高濕度條件下最初和之后在可見區(qū)(400-780nm，優(yōu)選430-700nm)的透射率。如表1和表2所示，它們之間的透射率差異的趨勢很類似。
然而，實施例1的具有交聯(lián)的粘合劑樹脂的近紅外線吸收膜表現(xiàn)出小于1％的透射率差異并具有優(yōu)異的耐久性。
另一方面，使用不可交聯(lián)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的比較例1的近紅外線吸收膜在高溫條件和高溫/高濕度條件下之前和之后有最小4.0％、最大16.1％的透射率差異。與比較例1比較，本發(fā)明的實施例1的近紅外線膜在可見區(qū)具有高于60％的透射率，并且在高溫以及高溫/濕度下在近紅外線區(qū)和可見區(qū)的透射率差異降低。因此，有可能通過使用可交聯(lián)的粘合劑樹脂提供具有優(yōu)異的耐久性的近紅外線吸收膜。
權利要求
1.近紅外線吸收膜，其包括(a)可交聯(lián)的粘合劑樹脂，和(b)近紅外線吸收染料。
2.權利要求1的近紅外線吸收膜，其中(a)可交聯(lián)的粘合劑樹脂為具有多元醇與異氰酸酯化合物的交聯(lián)樹脂。
3.權利要求2的近紅外線吸收膜，其中多元醇為選自以下的一種化合物聚醚型多元醇、聚酯型多元醇和聚烯烴型多元醇。
4.權利要求2的近紅外線吸收膜，其中多元醇的數(shù)均分子量(Mn)為100到50,000。
5.權利要求2的近紅外線吸收膜，其中異氰酸酯化合物為選自以下的一種化合物甲基二異氰酸酯化合物(MDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯化合物、六亞甲基二異氰酸酯化合物、三甲基六亞甲基二異氰酸酯化合物、2，4-甲苯二異氰酸酯化合物、1，5-萘二異氰酸酯化合物、異佛爾酮二異氰酸酯化合物、環(huán)己基甲烷二異氰酸酯化合物、二甲苯二異氰酸酯化合物和四甲基二甲苯二異氰酸酯化合物。
6.權利要求2的近紅外線吸收膜，其中多元醇和異氰酸酯化合物以100∶1到1∶100的重量比交聯(lián)。
7.權利要求1或2的近紅外線吸收膜，其中可交聯(lián)的粘合劑樹脂進一步包括交聯(lián)劑。
8.權利要求7的近紅外線吸收膜，其中交聯(lián)劑的含量相對于100重量份的異氰酸酯化合物為0到100重量份。
9.權利要求7的近紅外線吸收膜，其中交聯(lián)劑為選自以下的一種化合物三羥甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、甲苯二胺、乙二胺、甘油、丙氧基化乙二胺、六亞甲基二胺、間苯二胺、二乙醇胺和三乙醇胺。
10.權利要求1的近紅外線吸收膜，其中b)近紅外線吸收染料為選自以下的一種化合物銨鹽、胺鎓鹽、亞胺鎓鹽、二亞胺鎓鹽、奎寧、酞菁、花青和金屬絡合物。
11.權利要求9的近紅外線吸收膜，其中亞胺鎓鹽為N，N，N′，N′-四(對二正丁基氨基苯基)對苯醌-雙亞胺鎓六氟銻酸鹽。
12.權利要求9的近紅外線吸收膜，其中亞胺鎓鹽由化學式1表示化學式1 (其中m為1或2的整數(shù)；與環(huán)A結(jié)合的兩個季氮原子與四個苯基B結(jié)合；和苯基B在4-位具有四個取代的氨基。)
13.權利要求1的近紅外線吸收膜，其中近紅外線吸收膜包括重量比為5∶1到50∶1的(a)可交聯(lián)的粘合劑樹脂和(b)近紅外線吸收染料。
14.制備近紅外線吸收膜的方法，包括在溶劑中將可交聯(lián)的粘合劑樹脂與近紅外線吸收染料混合，制備涂布溶液(步驟1)；將制備的涂布溶液涂布在襯底上(步驟2)；和使在襯底上形成的涂層交聯(lián)(步驟3)。
15.權利要求14的制備近紅外線吸收膜的方法，其中步驟3的交聯(lián)在40℃到120℃的溫度下進行，或通過紫外線輻照進行。
16.包括權利要求1到13的紅外線吸收膜的等離子顯示器濾光器。
全文摘要
本發(fā)明公開了紅外線吸收膜和包括所述膜的等離子顯示器濾光器，所述膜包括可交聯(lián)的粘合劑樹脂和紅外線吸收染料，可交聯(lián)的粘合劑樹脂可容易地通過輻照或加熱固化，其中所述膜和所述濾光器降低了在高溫和高濕度條件下的透射率差異并具有優(yōu)異的耐久性、熱穩(wěn)定性和高透射率。
文檔編號C09D175/04GK1700982SQ200480000831
公開日2005年11月23日 申請日期2004年7月8日 優(yōu)先權日2003年7月11日
發(fā)明者樸相炫, 金正斗, 崔玹碩, 李淵槿, 黃仁晰, 樸英基 申請人:Lg化學株式會社