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CN101903811A - 图像显示设备的保护膜以及具有该保护膜的图像显示设备 - Google Patents

图像显示设备的保护膜以及具有该保护膜的图像显示设备 Download PDF

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CN101903811A
CN101903811A CN200880121064XA CN200880121064A CN101903811A CN 101903811 A CN101903811 A CN 101903811A CN 200880121064X A CN200880121064X A CN 200880121064XA CN 200880121064 A CN200880121064 A CN 200880121064A CN 101903811 A CN101903811 A CN 101903811A
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image display
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cured
protective film
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诹访敏宏
儿岛佐和子
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3M Innovative Properties Co
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Abstract

本发明提供了一种图像显示设备的保护膜，其中，保护层可以形成于图像显示单元上，并且在保护层与图像显示单元之间插入了透明聚合物材料。一种图像显示设备的保护膜，其包括：含有第一聚合物膜的最外层；以及含有第二聚合物膜的第二层，所述第二聚合物膜在70℃具有5.0×106Pa或更大的弹性储能模量。

Description

图像显示设备的保护膜以及具有该保护膜的图像显示设备
技术领域
本发明涉及一种图像显示设备的保护膜以及具有该保护膜的图像显示设备。
背景技术
在例如移动电话和计算机显示器的电子设备中的图像显示设备的显示器上设置玻璃或塑料膜作为保护层。通过在图像显示区域之外按照框架形状设置的条带或粘合剂将保护层固定在显示器上，由此在图像显示区域与保护层之间存在间隙。近年来，由折射率与空气的折射率相比更加接近图像显示屏幕即玻璃或塑性树脂的折射率的透明材料填充图像显示屏幕与保护层之间的间隙以增强透明性以及更加清楚显示图像的方法变得日益普及。透明材料的实例包括例如透明树脂片、压敏粘合剂和固化性粘合剂(例如，有机硅凝胶)的透明聚合物材料。
日本未经审查专利公布(Kokai)No.09-197387描述了一种液晶显示设备的生产方法，其中，在液晶显示面板与透明保护板之间设置具有含增塑剂的聚合物的透明树脂片，在透明树脂片和液晶显示面板和/或透明保护板之间的一个间隙或两个间隙充入挥发性液体，从而使得液晶显示面板的可见侧与透明保护板密切接触。
日本未经审查专利公布(Kokai)No.06-59253描述了一种液晶显示设备的生产方法，这种生产方法在液晶面板与玻璃板之间采用反应固化有机硅凝胶，这种反应固化有机硅凝胶是一种无色透明弹性树脂。液体形式注入无色透明弹性树脂并且然后进行固化从而将液晶显示面板与玻璃板进行粘合。
日本未经审查专利公布(Kokai)No.03-204616描述了一种液晶显示器，其中，在液晶显示装置与保护板之间充入透明聚合物材料。在可聚合单体中溶解的不饱和聚酯用作透明聚合物材料，并且它被注入在液晶显示装置与保护板之间的间隙并且进行硬化。
发明内容
当前，透明玻璃板被用作保护层。即使在使用时透明玻璃板被暴露到高温高湿的环境的情况下，当透明玻璃板与透明聚合物材料进行接触时，通过保持粘附性透明玻璃板仍能够发挥良好作用。然而，当玻璃破碎时它会进行散射，材料自身的成本是高的。因此，已经研究使用诸如类似于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸类树脂和聚碳酸酯的高透明聚合物膜替代透明玻璃板。然而，会出现如下情况：当聚合物膜与透明聚合物材料(例如，粘合剂)粘贴在一起并且暴露在高温高湿环境下时，产生气泡或者透明聚合物材料发生脱落。
为了响应于近来例如减小图像显示设备的厚度和重量以及增加图像锐度的趋势，需要利用聚合物膜作为图像显示设备的保护层并且通过将透明聚合物材料插在聚合物膜与图像显示单元之间将聚合物膜固定在图像显示单元上。
附图说明
图1是示出包括本发明的保护膜的图像显示设备的一个方面的截面图。
图2是示出包括本发明的保护膜的图像显示设备的另一个方面的截面图。
图3是示出包括本发明的保护膜的图像显示设备的又一个方面的截面图。
图4是示出包括本发明的保护膜的图像显示设备的又一个方面的截面图。
图5是示出包括本发明的保护膜的图像显示设备的另又一个方面的截面图。
具体实施方式
本发明具体实施方式的一个方面提供了一种图像显示设备的保护膜，包括包含第一聚合物膜的最外层和包含第二聚合物膜的第二层，该第二聚合物膜的弹性储能模量在70℃是5.0×106Pa或更大。
另一个方面提供了一种层合物，包括图像显示设备的保护膜和透明聚合物材料，其中，图像显示设备的保护膜的第二层设置为与透明聚合物材料相邻。另外，另一个方面提供了一种图像显示设备，包括图像显示单元、透明聚合物材料和图像显示设备的保护膜。另外，另一个方面提供了一种包括图像显示设备的电子装置。
在本发明中，“弹性储能模量”是指在张力模式(10Hz)下通过以5℃/分钟的速率将温度从0℃升高至200℃测量的弹性储能模量。
本发明的图像显示设备的保护膜发展了与透明聚合物材料的交界处的粘附性，并且抑制了交界处的气泡产生和脱落。
根据一个方面，本发明的保护膜包括包含第一聚合物膜的最外层和包含第二聚合物膜的第二层，该第二聚合物膜的弹性储能模量在70℃是5.0×106Pa或更大。最外层是指当在图像显示设备上设置保护膜时布置在最外表面上的层。最外层能够由第一聚合物膜单独构成，或者它能够由包括第一聚合物膜的多层构成。最外层中的第一聚合物膜可以是已经普通用作图像显示设备的保护膜的膜，例如是包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸类树脂膜和聚碳酸酯树脂膜。尽管第一聚合物膜的厚度没有受到限制，但是它通常是0.1到5mm。
对最外层赋予例如耐用性、耐磨性、防污性、抗反射性和抗静电特性的一些官能特征的层能够形成在最外层中的第一聚合物膜上即图像显示设备的观察员侧上。通过涂覆能够形成硬涂层的固化树脂组合物并且然后对它进行固化能够形成赋予耐用性和耐磨性的层。例如，通过涂覆包括烷基三烷氧基硅烷混合物和胶态二氧化硅的部分缩合反应产物的涂层材料并且然后对它进行热固化形成固化的膜，或者通过涂覆多官能丙烯酸酯基涂层材料并且然后对涂层膜照射紫外线形成固化的膜。为了赋予防污性，可以形成包含有机硅氧烷化合物或氟基化合物的树脂层。另外，为了获得抗静电特性，可以形成包含表面活性剂或导电粒子的树脂层。优选的是，赋予这种官能化性能的层不损害保护膜的透明性，并且在展示官能的范围内尽可能的薄。尽管赋予官能化性能的层的厚度没有受到限制，但是通常是从0.05到10μm。
在最外层中的第一聚合物膜下方即在第二层一侧可以形成印刷层、硬涂层、沉积层等等。整个最外层的厚度通常是从0.1到6mm。
第二层包含弹性储能模量在70℃是5.0×106Pa或更大的第二聚合物膜。在高温高湿环境下当第二层与最外层一起用作图像显示设备的保护膜时，可以在与透明聚合物材料的交界处显著提高对气泡产生和脱落的抑制效应。可以根据最外层的厚度以及透明聚合物材料的类型调整第二聚合物膜在70℃的弹性储能模量。总的来讲，由于第二聚合物膜具有更高的弹性储能模量，所以往往抑制来自透明聚合物材料的气泡产生和脱落。在某方面中，第二聚合物膜的弹性储能模量在70℃能够调整到5.0×107Pa或更大。当使用包含弹性储能模量在70℃是1.0×108Pa或更大的第二膜的第二层时，在高温高湿环境下能够确保抑制与透明聚合物材料交界处的气泡产生和脱落。
尽管弹性储能模量的上限没有特别受到限制，但是它是5.0×109Pa。
第二层可以由第二聚合物膜单独组成，但是可以包含印刷层、气相沉积层和/或硬涂层。即使在存在多层的情况下，仍优选的是，根据对由所有层的热行为引起的气泡产生和脱落的效应第二聚合物膜在70℃具有更高的弹性储能模量。
在某方面中，第二层设置为与保护膜中的最外层相邻。在另一个方面中，第二层(即，非最外层一侧的第二层一侧)可以与透明聚合物材料进行接触。优选的是，根据对交界处的气泡产生和脱落的抑制效应，包含在第二层中的第二聚合物膜直接与透明聚合物膜进行接触。
尽管第二聚合物膜的厚度没有受到限制，但是通常是从0.05μm到1mm。尽管整个第二层的厚度也没有受到限制，但是通常是从0.05μm到2mm。
第二聚合物膜可以是固化树脂组合物的固化的材料。固化树脂组合物可以包含固化树脂组分，还可以可任选地包括例如溶剂的其它组分。
例如，通过使用具有交联结构的固化树脂组合物的固化的材料实现以上第二聚合物膜的弹性储能模量。因此，在一个方面中，固化树脂组合物由选自多官能丙烯酸类单体、多官能丙烯酸类低聚物和多官能丙烯酸类聚合物的至少一种多官能反应性丙烯酸类化合物构成。第二聚合物膜包含以上多官能反应性丙烯酸类化合物的至少一种的反应产物。
例如，这种树脂组合物包含具有两个或更多的乙烯系不饱和键的多官能反应性丙烯酸类化合物，所述化合物基于排除例如溶剂的挥发性组分的固体物质的量为50质量％或更多的。
具体地讲，树脂组合物包含下面化学式的多官能反应性丙烯酸类化合物：
化学式1
Figure GPA00001159705100061
其中，R表示氢或甲基；X表示衍生自多元醇的醇残基；n表示2到6的整数，所述化合物的量为50质量％或更大。X是源自多元醇的醇残基，例如是具有4到10个碳数目的脂肪烃的残基。为了实现以上弹性储能模量，交联点之间刚性结构优于柔性结构。当固化的层为厚的时，需要考虑固化收缩，并且在这种情况下，三重或更高的官能化丙烯酸类化合物和双官能化合物的组合使用是有效的。
多官能丙烯酸类化合物的更具体实例包括作为双官能丙烯酸类化合物的实例的1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯及其环氧乙烷(EO)改性或环氧丙烷(PO)改性的化合物、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、异氰脲酸环氧乙烷(EO)改性的二丙烯酸酯、三甘油二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、双酚A二(甲基)丙烯酸酯及其环氧乙烷(EO)改性或环氧丙烷(PO)改性的化合物、以及双酚F二(甲基)丙烯酸酯及其环氧乙烷(EO)改性或环氧丙烷(PO)改性的化合物。
实例还包括作为三重或更高官能的丙烯酸类化合物的实例的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯及其环氧乙烷(EO)改性、环氧丙烷(PO)改性或己内酯改性化合物、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯及其EO改性或PO改性的化合物、双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二戊赤藓醇三(甲基)丙烯酸酯、二戊赤藓醇四(甲基)丙烯酸酯、二戊赤藓醇五(甲基)丙烯酸酯及其环氧乙烷(EO)改性、环氧丙烷(PO)改性、己内酯改性或烷基改性的化合物、二戊赤藓醇六(甲基)丙烯酸酯及其环氧乙烷(EO)改性、环氧丙烷(PO)改进或己内酯改性的化合物、三((甲基)丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯及其己内酯改性的化合物。
另外，举例了双重或更高官能的环氧丙烯酸盐、氨基甲酸酯丙烯酸盐和聚酯丙烯酸盐。用于固化树脂组合物中的具有两个或更多烯键不饱和键的多官能化合物可以独立使用或者它们的两个或更多化合物组合使用。
固化树脂组合物可以包含其它单体(例如，单官能丙烯酸类化合物)，这些单体可以与以上的多官能丙烯酸类化合物进行聚合除非它们有助于过分减小弹性模量。这些单体的实例包括(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、丙烯酰胺、乙烯基酯和乙烯基醚。
这些单体化合物所包含的量为树脂组合物的50质量％或更小。即使在使用包含具有高玻璃转变温度(Tg)的单官能丙烯酸可聚合化合物的固化组合物的情况下，仍可以实现以上的弹性储能模量。在另一个方面中，固化树脂组合物可以包含Tg超过70℃的丙烯酸类化合物，例如丙烯酸异冰片酯(Tg＝97℃)。
由于丙烯酸异冰片酯的固化收缩较低，所以当使用时即使在将它与多官能丙烯酸酯进行混合的情况下，它仍是良好的单体。固化树脂组合物如下形成固化层：将固化树脂组分和需要时的引发剂溶解在例如甲苯、甲乙酮(MEK)和乙酸乙酯的适宜溶剂内；涂覆所得的溶液；对涂覆的溶液进行干燥；然后将它暴露给例如紫外线的辐射能量。还可以如下在不使用溶剂的情况下获得固化层：涂覆固化树脂组分与需要时的引发剂的混合物；然后，将所涂覆的混合物暴露给例如紫外线的辐射能量。可以适量使用例如Irgacure(商标)(Ciba Japan K.K.制造)的适宜引发剂。要使用的引发剂的量通常是固化树脂组合物中的固化树脂组分的总重量的0.01到10％质量。
在另一个方面中，可以通过对多官能丙烯酸类聚合物进行热固化处理形成固化树脂层。在这种情况下，固化树脂组合物例如包含具有可交联基团的(甲基)丙烯酸酯聚合物，并且展示交联后的如上定义的弹性储能模量。可交联基团是与例如多官能异氰酸酯、环氧化合物和氮丙啶化合物的交联剂反应性的官能团。它们的实例包括羟基和羧基。
固化树脂组合物可以包含其它组分，除非这些组分损害本发明的效果。例如，它可以包含辅助光引发剂、增粘剂、粘度调节剂、均化剂、消泡剂和抗氧化剂。
本发明的保护膜可以与透明聚合物材料进行结合以形成层合物。该层合物包括以上的保护膜和透明聚合物材料，保护膜的第二层与透明聚合物材料相邻。例如压敏粘合剂或者另一种类型的粘合剂和凝胶的各种材料用作透明聚合物材料。凝胶的实例是有机硅凝胶(例如，两部分固化加成型有机硅)。在存在催化剂的情况下可以在室温对这种有机硅凝胶进行固化。粘合剂的实例是固化粘合剂，并且举例了包含光固化或热固性树脂的固化粘合剂。
压敏粘合剂以及可用作透明聚合物材料的其它类型的粘合剂不受到限制。它们的实例包括丙烯酸压敏粘合剂、橡胶压敏粘合剂、环氧基粘合剂、有机硅基粘合剂和氨基甲酸酯基粘合剂。根据与保护膜的粘合性和耐候性，丙烯酸类压敏粘合剂是优选的。在下文中，将详细解释丙烯酸类压敏粘合剂。
丙烯酸类压敏粘合剂衍生自多个(甲基)丙烯酸酯单体。基于衍生自(甲基)丙烯酸酯单体的(甲基)丙烯酸酯聚合物的玻璃转变温度(Tg)、内聚力、湿润特性、低温性能、高温性能等等对它进行设计。还可以从以上的(甲基)丙烯酸酯单体和例如另一种烯键不饱和单体和/或酸性单体的组合衍生出(甲基)丙烯酸酯聚合物。它还可以与加固聚合物进行聚合以形成接枝共聚物。
特别优选的(甲基)丙烯酸酯单体的实例为其中烷基的碳数目为约1到18，优选是从约4到12的非叔烷基醇的(甲基)丙烯酸酯及其混合物。尽管在本发明中(甲基)丙烯酸酯单体的可用和良好实例不限于下文所述的那些，但是它们包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸异癸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、2-甲基丙烯酸丁酯、4-甲基丙烯酸-2-戊酯、丙烯酸卡必酯、4-叔丁基甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸2-萘酯、甲基丙烯酸2-萘酯及其混合物。特别优选的是丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸卡必酯及其混合物。(甲基)丙烯酸酯单体的使用的量基于单体的总质量为50质量％或更大。
尽管另一种乙烯类不饱和单体的实例不限于下文所述的那些，但是它们包括乙烯基酯(例如，乙酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯和新壬酸乙烯酯)、乙烯酰胺、N-乙烯内醯胺(例如，N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己内酰胺)、(甲基)丙烯酰胺(例如，N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺)、(甲基)丙烯腈、马来酸酐、苯乙烯和取代的苯乙烯衍生物(例如，α-甲基苯乙烯)及其混合物。使用的另一种烯键不饱和单体的量基于单体的总质量的为30质量％或更小。
任选的酸性单体可用于制备(甲基)丙烯酸酯聚合物。尽管可用的酸性单体不限于下文所述的那些，但是它们包括烯键不饱和羧酸、烯键不饱和磺酸、烯键不饱和膦酸及其混合物。这种化合物的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、柠康酸、马来酸、β-丙烯酸羧乙酯、甲基丙烯酸2-磺乙基酯、苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、乙烯膦酸及其混合物。使用的酸性单体的量基于单体的总质量为20％或更小。
丙烯酸压敏粘合剂可以包含具有可交联基团的(甲基)丙烯酸酯聚合物。可交联基团是指可以形成丙烯酸压敏聚合物中的交联结构的基团。该交联结构能够提升压敏聚合物的内聚力。可交联基团是与例如多官能异氰酸酯、环氧化合物和氮丙啶化合物的交联剂反应性的官能团。举例了羟基。羟基与多官能异氰酸酯进行反应以通过氨基甲酸酯键形成交联。具有可交联基团的单体的实例包括丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯和丙烯酸2-羟丙酯。可交联基团还可以是例如(甲基)丙烯酰基的可以进行自由基聚合的基。在这种情况下，交联反应与聚合反应同时发生，从而不需要交联剂。具有这种基团的丙烯酸酯单体的实例包括1，2-二(甲基)丙烯酸乙二醇酯、1，4-二(甲基)丙烯酸丁二醇酯和1，6-二(甲基)丙烯酸己二醇酯。
将参照图1到图5解释使用以上的保护膜的图像显示设备。图像显示设备包括图像显示单元、以上的透明聚合物材料和针对图像显示设备的以上保护膜。在本文中，图像显示单元没有特别受到限制，它可以是反射型或背光型液晶显示单元、等离子体显示单元、电致发光(EL)显示器或电纸。当透明聚合物材料是压敏粘合剂时，通过采用带状粘合剂片将透明聚合物材料加载在图像显示设备上；当透明聚合物材料是固化粘合剂或凝胶时，通过在保护膜与图像显示单元之间注入液体材料直至固化将透明聚合物材料加载在图像显示设备上。其中，根据简单加载以及例如粘附性的物理平衡，采用粘合剂片的方法是特别优选的。
图1是示出包括本发明的保护膜的图像显示设备的一个方面的截面图。在图像显示设备10中，透明聚合物材料2位于图像显示单元1上，保护膜3位于透明聚合物材料2上。例如，图像显示单元1是背光型液晶显示单元。在液晶显示单元中，按照顺序布置了反射器、背光源、光扩散膜、发光增强膜、液晶显示面板等等，尽管在附图中没有示出。保护膜3包括具有第一聚合物膜的最外层4和具有第二聚合物膜的第二层5，并且第二层5与透明聚合物材料2相邻。
图2是示出包括本发明的保护膜的图像显示设备的另一个方面的截面图。图像显示设备20具有其中触摸面板6位于图像显示单元1上，并且透明聚合物材料2位于该触摸面板上的结构。在透明聚合物材料2上面，布置具有第一聚合物膜的最外层4和包括含有第二聚合物膜的第二层5的保护膜3。第二层5与透明聚合物材料2相邻。由此，保护膜3可以用作位于具有触摸面板的图像显示设备20的最外表面上的保护层。在触摸面板6中存在例如电容系统和电阻膜系统的各种系统，但是可以应用任何系统。
图3是示出包括本发明的保护膜的图像显示设备的另一个方面的截面图。在图3中，透明聚合物材料2位于在图像显示设备30中的图像显示单元1上，并且本发明的保护膜3位于透明聚合物材料2上。保护膜3包括具有第一聚合物膜的最外层4和具有第二聚合物膜的第二层5，并且第二层5与透明聚合物材料2相邻。在最外层4与透明聚合物材料2之间设置遮光层7，从而提供了一种设计。在例如液晶显示设备的显示设备中，遮光层有时候形成在显示表面的一些部分上以防止光从显示设备的侧面泄露并且提供一种设计。通常，在例如网版印刷的适宜方法中通过涂覆涂层溶液来形成遮光层，所述涂层溶液是通过将例如炭黑的着色剂引入例如丙烯酸类树脂的树脂中来制备的。在图3中，遮光层7与第二层5邻接。为了将层5和层7布置为彼此相邻，在固化树脂组合物的涂层溶液中混入着色剂以形成第二聚合物膜，通过例如网版印刷的适宜方法将该涂层溶液涂覆在最外层4的预定区域上，通过网版印刷等等在其它区域上涂覆不含有着色剂的固化树脂组合物的涂层溶液，并且例如通过例如紫外线辐照的适宜方法对涂层溶液进行固化。因此，形成包括第二聚合物膜的第二层5和遮光层7。
图4是示出包括本发明的保护膜的图像显示设备的另一个方面的截面图。在图4中，透明聚合物材料2位于在图像显示设备40中的图像显示单元1上，本发明的保护膜3位于透明聚合物材料2上。保护膜3包括具有第一聚合物膜的最外层4和具有第二聚合物膜的第二层5，该第二层5位于最外层4下方。在第二层5与透明聚合物材料2之间设置遮光层7以提供一种设计。为了如上对它们进行布置，采取下面的步骤：在固化树脂组合物的涂层溶液中混入着色剂以形成第二聚合物膜；通过例如网版印刷的适宜方法在最外层4的预定区域上涂覆涂层溶液；通过例如紫外线辐照的适宜方法对涂层溶液进行固化；然后，例如在图像显示单元1上粘贴柔性透明聚合物材料2。还通过下面的步骤获得图像显示设备40：形成层7；在与图像显示单元1的间隙内注入固化液体；以及对该液体进行固化。
图5是示出包括本发明的保护膜的图像显示设备的另一个方面的截面图。在图5中，透明聚合物材料2位于图像显示设备50中的图像显示单元1上，本发明的保护膜3位于透明聚合物材料2上。保护膜3包括具有第一聚合物膜的最外层4和具有第二聚合物膜的第二层5，该第二层5位于最外层4下方。在最外层4与第二层5之间设置遮光层7以提供一种设计。为了如上对它们进行布置，采取下面的步骤：在固化树脂组合物的涂层溶液内混入着色剂以形成第二聚合物膜；通过例如网版印刷的适宜方法在层4的预定区域上涂覆涂层溶液；通过例如紫外线辐照的适宜方法对涂层溶液进行固化，通过网版印刷等等在整个表面上涂覆不含有着色剂的固化树脂组合物的涂层溶液；然后，例如通过紫外线辐照的适宜方法对该溶液进行固化。在另一个方面中，本发明涉及一种包括以上的图像显示设备的电子装置。
该电子装置可以是移动电话、个人数字助手(PDA)、便携式视频游戏机、电子阅读终端、汽车导航系统、便携式音乐播放器、手表、电视机(TV)、摄像机、视频播放器、数字相机、全球定位系统(GPS)和个人计算机(PC)。
实施例
下面将借助于实例描述本发明。
实例1
保护膜的制备
以对应于TMPTA/Irgacure 907＝95/5质量％的量混合三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和由Ciba Japan K.K.制造的光聚合引发剂
Figure GPA00001159705100131
907。通过甲苯和甲乙酮(MEK)(甲苯/MEK＝50/50质量％)的混合溶剂对该混合溶液进行稀释以将其调整为占据质量的4质量％以形成涂层溶液。
利用由Nippon Seadus Service制造的刮棒涂布机(ROD No.4)在由Mitsubishi Rayon Co.Ltd.制造的PMMA板
Figure GPA00001159705100132
L(50mm×80mm×1.0mm)上涂覆涂层溶液，并对溶剂进行干燥。然后，在氮气气氛下使用由Fusion System Corp.制造的高压汞灯(H型阀，120W/cm)在被涂覆的PMMA板上照射紫外线。固化条件是20m/min×2路。由此，制备了具有PMMA和固化的丙烯酸层的保护膜。固化的层的厚度是约0.3μm。
恒湿器中评估样品的制备
对由3M制造的丙烯酸转移压敏胶带8197(贸易代码)(厚度为175μm)的防粘片的一侧进行剥离，并且用橡胶辊在位于如上制备的保护膜的PMMA板上面的固化的丙烯酸类层上应用该胶带。然后，剥离掉内衬片的另一侧，并且使用橡胶辊在它上面应用浮法玻璃(40mm×70mm×0.55mm)。
将得到的PMMA/丙烯酸类固化的层/胶带(PSA)/玻璃层合物放置在高压釜中，并且在40℃和5atm环境下处理15分钟。
将层合物从高压釜中取出，并且在室温下放置约3小时。将PMMA/丙烯酸类固化的层/PSA/玻璃层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后取出该层合物并且通过视觉观察进行检查。没有发现气泡或脱落。结果示于表1中。
粘弹性的测量
为了测量以上保护膜的固化的丙烯酸层的弹性储能模量，使用刮刀式涂胶机以在通过有机硅处理的两个聚酯膜之间约40μm的厚度涂覆以上的涂层溶液。使用由Fusion System Corp.制造的高压汞灯(H型阀，120W/cm)以30m/min在片上照射紫外线以聚合TMPTA。将固化的膜的宽度切掉10mm，将长度切掉50mm，从而形成粘弹性的测量样品。
通过TA Instruments制造的RSAIII(动态机械光谱仪)在张力模式(10Hz)下进行粘弹性的评估。首先，在室温下将样品带安装在装置上，并且将样品的温度调整为0℃。然后，以5℃/min的速率将样品温度升至200℃，并且测量弹性储能模量。制作温度(T)与弹性储能模量(E′)的曲线。在表1中示出了在70℃下样品的弹性储能模量(E′)。
比较例1
除了使用没有形成固化的丙烯酸层的未处理的PMMA板
Figure GPA00001159705100141
以外，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后将它取出，并且通过视觉观察检查外观。观察到多个气泡和脱落。
比较例2
按照与实例1相同的方式制备固化的丙烯酸类层/PMMA/PSA/玻璃层合物。使用TMPTA在PMMA板的表面上形成固化的丙烯酸层，并且没有形成固化的丙烯酸层的表面与PSA/玻璃层合物结合在一起。
将该层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后将它取出，并且通过视觉观察检查外观。观察到多个气泡和脱落。
实例2
除了使用四丙烯酸季戊四醇酯(PETTA)替代实例1中的TMPTA以外，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。形成了具有固化的层的PMMA板，固化的层与PSA/玻璃层合物结合在一起。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后将它取出，并且通过视觉观察检查外观。没有观察到气泡或脱落。
按照与实例1相同的方式制备PETTA的聚合物膜，并且测量粘弹性。结果示于表1中。
实例3
除了使用六丙烯酸二季戊四醇酯(DPHA)替代实例1中的TMPTA以外，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。形成具有固化的层的PMMA板，并且固化的层与PSA/玻璃层合物结合在一起。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后将它取出，并且通过视觉观察检查外观。没有观察到气泡或脱落。
按照与实例1相同的方式制备DPHA的聚合物膜，并且测量粘弹性。结果示于表1中。
实例4
除了使用三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(Nippon Kayaku制造的KAYARAD R-684)替代实例1中的TMPTA以外，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。形成了具有固化的层的PMMA板，并且固化的层与PSA/玻璃层合物结合在一起。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后将它取出，并且通过视觉观察检查外观。没有观察到气泡或脱落。
按照与实例1相同的方式制备三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯的聚合物膜，并且测量粘弹性。结果示于表1中。
实例5
除了使用由Nippon Synthetic Chemical Industry Co.Ltd.制造的
Figure GPA00001159705100161
UV-1700B(氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物)替代实例1中的TMPTA以外，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。形成了具有固化的层的PMMA板，并且固化的层与PSA/玻璃层合物结合在一起。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后将它取出，并且通过视觉观察检查外观。没有观察到气泡或脱落。
按照与实例1相同的方式制备
Figure GPA00001159705100162
UV-1700B的聚合物膜，并且测量粘弹性。结果示于表1中。
实例6
除了使用由Cognis Japan Ltd.制造的
Figure GPA00001159705100163
3215(环氧丙烯酸酯低聚物)替代实例1中的TMPTA以外，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。形成了具有固化的层的PMMA板，并且固化的层与PSA/玻璃层合物结合在一起。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后将它取出，并且通过视觉观察检查外观。没有观察到气泡或脱落。
按照与实例1相同的方式制备
Figure GPA00001159705100171
3215的聚合物膜，并且测量粘弹性。结果示于表1中。
实例7
除了使用由Nippon Synthetic Chemical Industry Co.Ltd.制造的
Figure GPA00001159705100172
UV-3000B(氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物)替代实例1中的TMPTA以外，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。形成了具有固化的层的PMMA板，并且固化的层与PSA/玻璃层合物结合在一起。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后将它取出，并且通过视觉观察检查外观。尽管观察到少量气泡，但是与未处理的PMMA板(比较例1)相比较而言状况实质上得到改善。
按照与实例1相同的方式制备UV-3000B的聚合物膜，并且测量粘弹性。结果示于表1中。
实例8
除了使用丙烯酸异冰片酯(IBXA)替代实例1中的TMPTA以外，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。形成了具有固化的层的PMMA板，并且固化的层与PSA/玻璃层合物粘结在一起。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后将它取出，并且通过视觉观察检查外观。尽管观察到少量气泡，但是与未处理的PMMA板(比较例1)相比较而言条件实质改善。
按照与实例1相同的方式制备IBXA的聚合物膜，并且测量粘弹性。结果示于表1中。
比较例3
除了使用丙烯酸环己酯(CHA)替代实例1中的TMPTA以外，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。形成了具有固化的层的PMMA板，并且固化的层与PSA/玻璃层合物结合在一起。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后将它取出，并且通过视觉观察检查外观。观察到一些气泡和脱落。
按照与实例1相同的方式制备CHA的聚合物膜，并且测量粘弹性。结果示于表1中。
比较例4
除了使用Shin-Nakamura Chemical Co.Ltd.制造的NK esterAM-90G(甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯)替代实例1中的TMPTA以外，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。形成了具有固化的层的PMMA板，并且固化的层与PSA/玻璃层合物结合在一起。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内。在100小时以后将它取出，并且通过视觉观察检查外观。观察到一些气泡和脱落。按照与实例1相同的方式制备NK ester AM-90G的聚合物膜。由于该膜在室温下是非常柔韧的并且具有强效粘着性，所以不能够测量粘弹性。然而，很明显，弹性储能模量(E′)在70℃是1.0×106(Pa)或更小。
实例9
除了将TMPTA和
Figure GPA00001159705100191
907按照TMPTA/Irgacure＝95/5质量％的比率进行混合并且涂覆涂层溶液而不通过溶剂对它进行稀释以及使用ROD No.18作为刮棒涂布机以外，按照与实例1相同的方式在PMMA板上形成固化的丙烯酸层。固化的层的厚度是约35μm。
使用上面具有固化的膜的PMMA板按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。将该层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时以后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。没有观察到气泡或脱落。结果示于表1中。
实例10
除了将TMPTA、R-684和
Figure GPA00001159705100192
907按照TMPTA/R-684/Irgacure＝47.5/47.5/5质量％的比率进行混合并且涂覆涂层溶液而不通过溶剂对它进行稀释以外，按照与实例9相同的方式在PMMA板上形成固化的丙烯酸类层。
使用上面具有固化的膜的PMMA板按照与实例9相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。将该层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时以后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。没有观察到气泡或脱落。
按照与实例1相同的方式制备TMPTA/R-684的聚合物膜，并且测量粘弹性。结果示于表1中。
实例11
除了使用安装偏振片的浮法玻璃替代浮法玻璃以外，按照与实例1相同的方式制备层合物。使用转移压敏胶带将上面形成有固化的丙烯酸层的PMMA板与安装偏振片的浮法玻璃结合在一起。
首先，使用橡胶辊将具有由Panac Co.Ltd.制造的压敏粘合层HLC-5618S367AS的偏振片与浮法玻璃结合在一起。根据实例1制备上面形成TMPAT固化层的PMMA板。然后，在固化的丙烯酸层上应用以上的胶带，然后将其与安装偏振片的浮法玻璃进行结合。
将所得的PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/偏振片/粘合剂层/玻璃层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时以后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。没有观察到气泡或脱落。结果示于表1中。
Figure GPA00001159705100221
实例12
在本实例中，通过对具有官能团的可交联丙烯酸类聚合物与涂覆在PMMA板上的交联剂的混合物进行热固化处理替代通过紫外线对涂覆在PMMA板上的多官能丙烯酸类单体进行固化形成固化的层。
使用由Seiko Advance Ltd.制造的Overcoat Clear SG425作为丙烯酸类聚合物与交联剂的混合物。10质量份的主要成分与2质量份的交联剂通过混合搅拌器进行混合并且进行消泡，然后使用由NipponSeeders Service制造的刮棒涂布机(ROD No.4)进行涂覆。将其上涂覆了该混合物溶液的PMMA板放入80℃烘箱内1小时。对溶剂进行干燥处理并且促进交联反应，形成固化的层。
使用上面安装有固化的层的PMMA板按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。没有观察到气泡和脱落。
通过将刮刀式涂胶机的间隙调整到200μm，在通过有机硅处理50μm厚的聚酯膜上涂覆该混合溶液。对它进行干燥处理并且在80℃的烘箱内热固化1小时。剥离SG425的固化的膜，并且按照与实例1相同的方式测量粘弹性。在表2中示出了这些结果。
实例13
使用由Seiko Advance Ltd.制造的Overcoat Clear SG429B作为丙烯酸类聚合物与交联剂的混合物。10质量份的基础化合物与3质量份的交联剂通过混合搅拌器进行混合和消泡。按照与实例12相同的方式形成具有固化的层的PMMA板，并且固化层与PSA/玻璃层合物粘贴在一起以给出PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。没有观察到气泡或脱落。
按照与实例12相同的方式制备SG429B的固化的膜，并且测量粘弹性。结果示于表2中。
比较例5
不用实例12中的基础化合物与交联剂的混合物，而是单独涂覆基础化合物并且在与实例12相同的条件下进行干燥，形成固化的层。
使用上面安装了固化的层的PMMA板，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。
观察到多个气泡和脱落。按照与实例12相同的方式制备仅仅由SG425的基础组分构成的固化的膜(干膜)，并且测量粘弹性。结果示于表2中。
比较例6
不用实例13中的主要成分与交联剂的混合物，而是单独涂覆主要成分并且在与实例13相同的条件下进行干燥，形成固化的层。
使用上面安装了固化的层的PMMA板，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。
观察到多个气泡和脱落。按照与实例13相同的方式制备仅仅由SG429B的主要成分构成的固化的膜(干膜)，并且测量粘弹性。结果示于表2中。
实例14
在本实例中，按照与实例12相同的方式形成固化的层，只是通过对具有官能团的可交联丙烯酸类聚合物与涂覆在PMMA板上的交联剂的混合物进行热固化处理而不是通过紫外线对涂覆在PMMA板上的多官能丙烯酸类单体进行固化。丙烯酸酯共聚物合成为丙烯酸类聚合物。将28质量份的甲乙酮(MEK)和0.012质量份的热聚合引发剂2，2-偶氮二(2，4-二甲基异庚腈)(产品名称：V-65，由Wako Pure Chemical Industry制造)加入6.0份的丙烯酸环己酯(CHA)、4.8份的丙烯酸异冰片酯(IBXA)和1.2份的2-丙烯酸羟乙酯(2-HEA)的混合溶液(CHA/IBXA/2-HEA＝50/40/10质量％)。在通过氮气吹扫大气5分钟以后，以上混合物在50℃的恒温室内反应20小时从而给出重均分子量为95,000(根据基于凝胶渗透色谱法的苯乙烯转化)的具有羟基的丙烯酸类聚合物。
接下来，将1.21份的由Nippon Polyurethane Industry Co.Ltd.制造的Coronate L-45E作为异氰酸酯基交联剂混入10.0份的所得的丙烯酸类共聚物溶液内以制备涂层溶液。使用混合搅拌器对涂层溶液进行搅动和消泡，并且使用由Nippon Seeders Service制造的刮棒涂布机(RODNo.4)将该涂层溶液涂覆在PMMA板上。将其上涂覆了混合溶液的PMMA板放在80℃烘箱内2小时以对溶剂进行干燥并且进行交联反应，从而形成固化的层。
使用上面安装了固化的层的PMMA板，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。没有观察到气泡或脱落。结果示于表2中。
通过将刮刀式涂胶机的间隙调整到200μm，在经过有机硅处理的50μm厚的聚酯膜上涂覆制备的溶液。在80℃的烘箱内将它干燥2小时，并且进行交联反应。剥离固化的膜，并且按照与实例1相同的方式测量粘弹性。在表2中示出了这些结果。
实例15
合成甲基丙烯酸酯共聚物作为丙烯酸类聚合物。将24.0质量份的乙酸乙酯和0.032质量份的V-65加到6.4质量份的甲基丙烯酸正丁酯(BMA)、8.0份的2-甲基丙烯酸乙己酯(2-EHMA)和1.6份的2-甲基丙烯酸羟乙酯(2-HEMA)的混合溶液(BMA/2-EHMA/2-HEMA＝40/50/10质量％)。在通过氮气吹扫大气5分钟以后，以上混合物在50℃的恒温室内反应20小时从而给出重均分子量为260,000(根据基于凝胶渗透色谱法的苯乙烯转化)的具有羟基的丙烯酸类聚合物。
接下来，将10.0重量份的乙酸乙酯和0.86质量份的Coronate L-45E混入6.0质量份的所得的丙烯酸类共聚物溶液并且制备涂层溶液。使用混合搅拌器对涂层溶液进行搅动和消泡，并且使用由Nippon SeedersService制造的刮棒涂布机(ROD No.4)将该涂层溶液涂覆在PMMA板上。将其上涂覆了混合溶液的PMMA板放在80℃烘箱内2小时以对溶剂进行干燥并且进行交联反应，从而形成固化的层。
使用上面安装了固化的层的PMMA板，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。没有观察到气泡或脱落。结果示于表2中。
通过将刮刀式涂胶机的间隙调整到200μm，在经过有机硅处理的50μm厚的聚酯膜上涂覆制备的溶液。在80℃的烘箱内将它干燥2小时，并且进行交联反应。剥离固化的膜，并且按照与实例1相同的方式测量粘弹性。在表2中示出了这些结果。
比较例7
不在实例14中向丙烯酸类聚合物溶液加入异氰酸酯基交联剂来制备涂层溶液。按照与实例14相同的方式在PMMA板上涂覆涂层溶液，从而形成固化的层。
使用上面安装了固化的层的PMMA板，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。观察到多个气泡和脱落。结果示于表2中。
按照与实例14相同的方式制备仅仅由丙烯酸类聚合物构成的固化的膜(干膜)，并且测量粘弹性。结果示于表2中。
比较例8
在实例15中通过将10.0质量份的乙酸乙酯单独混入6.0质量份的丙烯酸类聚合物溶液而不加入异氰酸酯基交联剂制备涂层溶液。按照与实例15相同的方式在PMMA板上涂覆涂层溶液，从而形成固化的层。
使用上面安装了固化的层的PMMA板，按照与实例1相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/PSA/玻璃层合物。将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。观察到多个气泡和脱落。结果示于表2中。
按照与实例15相同的方式制备仅仅由丙烯酸类聚合物构成的固化的膜(干膜)，并且测量粘弹性。结果示于表2中。
实例16
在实例1中，制备包括PMMA和安装在PMMA上的TMPTA的固化的层的保护膜，然后使用液体光致固化型粘合剂替代转移胶带的应用。
首先，175μm的PET膜(5mm×40mm)作为隔离物安装在浮法玻璃的两端。然后，将适宜量的由Dymax Corp.制造的光固化粘合剂Light-
Figure GPA00001159705100291
425逐滴地加到玻璃的中心上。将具有TMPTA的固化层的保护膜压到玻璃上从而将粘合剂扩散在整个表面上。去除过多的粘合剂，并且使用由Fusion System Corp.制造的高压汞灯(H型阀，120W/cm)照射紫外线。固化条件是20m/min×5路。由此，制备PMMA/固化的丙烯酸类层/粘合剂/玻璃层合物。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。没有观察到气泡和脱落。结果显示在表3中。
实例17
按照与实例16相同的方式制备PMMA/固化的丙烯酸类层/粘合剂/玻璃层合物，不同的是使用由Nippon Synthetic Chemical Industry Co.Ltd.制造的
Figure GPA00001159705100292
NS-002作为光固化粘合剂以替代实例16中的由Dymax Corp.制造的Light-
Figure GPA00001159705100293
425。
将层合物放置在70℃和90％RH的恒湿器内，并且在100小时后取出。通过视觉观察检查层合物的外观。没有观察到气泡和脱落。结果显示在表3中。
表3
Figure GPA00001159705100294

Claims (8)

1.一种图像显示设备的保护膜，其包括：
含有第一聚合物膜的最外层；以及
含有第二聚合物膜的第二层，所述第二聚合物膜在70℃具有5.0×106Pa或更大的弹性储能模量。
2.根据权利要求1所述的图像显示设备的保护膜，其中所述第二层能够与透明聚合物材料进行结合。
3.根据权利要求2所述的图像显示设备的保护膜，其中所述透明聚合物材料是压敏粘合剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像显示设备的保护膜，其中所述第二聚合物膜含有选自多官能丙烯酸类单体、多官能丙烯酸类低聚物和多官能丙烯酸类聚合物中的至少一种多官能反应性丙烯酸类化合物的反应产物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的图像显示设备的保护膜，其中所述第二聚合物膜在70℃具有1.0×108Pa或更大的弹性储能模量。
6.一种层合物，其包括根据权利要求1至5中任一项所述的图像显示设备的保护膜和透明聚合物材料，所述图像显示设备的保护膜的第二层与所述透明聚合物材料相邻。
7.一种图像显示设备，其包括：
图像显示单元；
透明聚合物材料；以及
根据权利要求1至5中任一项所述的图像显示设备的保护膜。
8.一种包括根据权利要求7所述的图像显示设备的电子设备。
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