CN103897578A

CN103897578A - 抗指纹印的硬涂层树脂组合物及使用其制造抗指纹印的硬涂层膜的方法

Info

Publication number: CN103897578A
Application number: CN201310700102.XA
Authority: CN
Inventors: 朴惠兰; 崔元镇
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2033-12-18
Also published as: CN103897578B; KR102067416B1; US20140186542A1; US9296914B2; KR20140085073A

Abstract

本发明涉及一种抗指纹印的硬涂层树脂组合物及使用其制造抗指纹印的硬涂层膜的方法，所述硬涂层树脂组合物包括：具有约5-99重量%的高硬度的紫外(UV)可固化性树脂，其包括硅氧烷化合物和聚氨酯丙烯酸酯化合物中的至少一种；相对于所述高硬度的UV可固化性树脂，具有约0.02-2重量%的UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物；相对于高硬度的UV可固化性树脂具有约0.1-10重量%的光引发剂；以及剩余量的丙烯酸类单体。

Description

抗指纹印的硬涂层树脂组合物及使用其制造抗指纹印的硬涂层膜的方法

技术领域

本发明涉及一种抗指纹印的硬涂层膜，更具体地涉及在硬度、抗指纹印和滑动性能方面具有优点的硬涂层树脂组合物，和使用它来制造抗指纹印的硬涂层膜的方法。

背景技术

显示装置领域已迅速发展，并且平板显示装置如液晶显示（LCD）装置由于薄型、重量轻且功耗低的特性而取代阴极射线管（CRT）装置被广泛使用。

近来，开发了由用户的触摸驱动的触摸式显示装置。触摸式显示装置可以分为电阻式和电容式。在电阻式和电容式触摸显示装置两者中，都需要用户的触摸来进行驱动。因此，触摸式显示装置的最外层对于器件的寿命和质量是非常重要的因素。触摸式显示装置的最外层可以被称为抗指纹印的硬涂层膜。

由于用户触摸抗指纹印的硬涂层膜，抗指纹印的硬涂层膜要求优异的硬特性。如果抗指纹印硬涂层膜的硬度不够，那么用户的触摸会损坏膜并且装置的寿命会降低。

此外，因为抗指纹印的硬涂层膜需要防止由用户的指纹造成的损坏或污染，因此它需要优良的抗指纹印特性。

此外，抗指纹印的硬涂层膜要求优异的滑动性。

图1A和图1B是示出制造现有技术的抗指纹印的硬涂层膜的工艺的示意性横截面图。

如图1A所示，在基底基板10上形成硬涂层20。硬涂层20是由多官能丙烯酸酯形成的。

接下来，如图1B所示，通过在硬涂层20上沉积或涂覆非固化性氟基化合物形成抗指纹印层30。结果，制造了多层型抗指纹印的硬涂层膜。

然而，当该多层型抗指纹印硬涂层膜的粘合性能不够时，层被剥离或抗指纹印的硬涂层膜的特性变差。此外，因为是两步工序，使得制造工艺复杂并且制造成本增加。

另一方面，也可以形成硬涂层20材料和非固化性硅基化合物的混合物用于单层型抗指纹印的硬涂层膜。然而，硬涂层20的多官能丙烯酸酯和非固化性硅基化合物没有化学键接，使得非固化硅基化合物浮动到膜的表面。结果，抗指纹印特性的耐久性降低。

也可以用硬涂层20材料和非固化性氟基化合物的混合物形成单层型抗指纹印的硬涂层膜。然而，这些材料之间的化学相容性不佳，使得该层的透射率不足。另外，如上述情况，硬涂层20的多官能丙烯酸酯和非固化氟基化合物没有化学键接，使得非固化性氟基化合物浮动到膜的表面。结果，抗指纹印特性的耐久性降低。

发明内容

本发明涉及一种抗指纹印的硬涂层树脂组合物及使用其制造抗指纹印的硬涂层膜的方法，所述抗指纹印的硬涂层树脂组合物基本上消除了由于现有技术的限制和缺点导致的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种用于提高硬度、抗指纹印特性和滑动性的抗指纹印的硬涂层树脂组合物。

本发明的另一个目的是提供一种工艺简化、生产成本降低的制造抗指纹印的硬涂层膜的方法。

在下面的描述中将说明本发明的其他特征和优点，部分特征和优点将在描述中变得显而易见，或者可通过对本发明的实施而获悉。通过在本申请说明书、权利要求以及附图中特别指出的结构，将实现和获得本发明的目的和其他优点。

为了实现这些和其他优点并根据本发明的目的，如在此具体和概括描述的，本发明提供一种抗指纹印的硬涂层树脂组合物，包括高硬度的UV（UV）固化树脂具有重量%的约5至99和包括硅氧烷化合物和聚氨酯丙烯酸酯化合物中的至少一种;具有重量%的约0.02至2相对于所述高硬度的UV可固化性树脂的UV固化型氟基化合物;具有重量%的约0.1-10相对于高硬度UV可固化性树脂的光聚合引发剂;和残留量的芳基化物单体。

在本发明的抗指纹印的硬涂层树脂组合物中，所述硅氧烷化合物由下式表示：

其中R1是环氧丙烯酸酯。

在本发明的抗指纹印的硬涂层树脂组合物中，所述聚氨酯丙烯酸酯化合物由下式表示：

其中R为聚氨酯。

在本发明的抗指纹印的硬涂层树脂组合物中，所示UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物由下式表示：

Y-(CF₂O)_m1(CF₂CF₂O)_m2CF₂-Y，

其中Y是丙烯酸酯，并且m1和m2各自是正整数。

本发明的另一个方面，本发明提供了一种制造抗指纹印的硬涂层树脂组合物，包括涂布一种抗指纹印的硬涂层树脂组合物，包括一个高硬度的UV（UV）固化性方法树脂具有重量%的约5至99和包括至少一种硅氧烷化合物和聚氨酯丙烯酸酯化合物，具有重量%的约0.02至2相对于所述高硬度的UV可固化性树脂的UV固化型氟基化合物，光引发剂具有重量%的约0.1-10相对于高硬度，UV固化树脂和剩余量的芳基化物单体，以形成一个抗指纹印硬盘上的基板涂覆树脂层，以及照射UV向抗指纹印的硬涂层的树脂层以固化该抗指纹印硬质被膜的树脂层。

应当理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在对所要求保护的本发明提供进一步的解释。

附图说明

附图提供对本发明的进一步理解并且并入说明书而组成说明书的一部分。所述附图示出本发明的示范性的实施方式，并且与说明书文字一起用于解释本发明的原理。

图1A和图1B是示意性地示出制造现有技术的抗指纹印的硬涂层膜的工艺的横截面图。

图2A和2B是示意性地示出制造根据本发明的抗指纹印的硬涂层膜的工艺的横截面图。

图3A和图3B是根据本发明的抗指纹印的硬涂层膜在橡皮擦测试前后的SEM图像。

图4A和图4B是使用反应性硅基化合物的抗指纹印的硬涂层膜在橡皮擦测试前后的SEM图像。

具体实施方式

现在详细描述优选的实施方式，其例子示于附图中。

本发明的抗指纹印的硬涂层树脂组合物包括高硬度的UV可固化性树脂和下面的化学式1的UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物。例如，高硬度的UV可固化性树脂可以包括下面的式2硅氧烷化合物和聚氨酯丙烯酸酯化合物中的至少一种。

在本发明的抗指纹印的硬涂层树脂组合物中，其硬度由于高硬度的UV可固化性树脂而增加，并且UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物和高硬度的UV可固化性树脂被光引发剂固化，形成网状结构。即，UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物与高硬度的UV可固化性树脂化学结合，使得当用户触摸触摸式显示装置的抗指纹印的硬涂层时，所述UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物在抗指纹印硬涂层中保持和维持它们的特性。结果，通过高硬度和优异的抗指纹印特性，防止了在现有技术中的滑动性的劣化。

抗指纹印的硬涂层具有单层结构，并且包括来自硅氧烷化合物、聚氨酯丙烯酸酯化合物、UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物、光引发剂和丙烯酸类单体中的至少一种的高硬度的UV可固化性树脂。

例如，所述抗指纹印的硬涂层树脂组合物包括相对于所述抗指纹印的硬涂层树脂组合物具有约5-99重量%的高硬度的UV可固化性树脂，相对于所述高硬度UV可固化性树脂具有约0.02-2重量%的UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物，相对于所述高硬度的UV可固化性树脂具有约0.1-10重量%的光引发剂和剩余量的丙烯酸类单体。

用于抗指纹印的硬涂层树脂组合物中的UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物由下式表示：

Y-(CF₂O)_m1(CF₂CF₂O)_m2CF₂-Y [化学式1]

在化学式1中，“Y”是丙烯酸酯，并且“M1”和“M2”每个是正整数。

此外，用于抗指纹印的硬涂层树脂组合物中的高硬度的UV可固化性树脂的硅氧烷化合物由下式表示：

在式2中，“R1”可以是环氧丙烯酸酯。

用于抗指纹印的硬涂层树脂组合物的高硬度的UV可固化性树脂的聚氨酯丙烯酸酯化合物由下式表示：

在式3中，“R”是聚氨酯(urethane)。

在上述式2或式3中的高硬度的UV可固化性树脂为抗指纹印的硬涂层提供足够的硬度。特别是，在上述式2中的硅氧烷化合物由于空间体积的构象而具有相对低的收缩（或压缩）率，由此防止了由外部因素引起的抗指纹印的硬涂层的特性改变，例如，变形。

此外，式1中的UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物与高硬度的UV可固化性树脂即，式2的硅氧烷化合物和/或式3的聚氨酯丙烯酸酯化合物进行化学键合或相连，使得抗指纹印特性的耐久性提高。此外，由于所述UV可固化性氟基化合物包括较少的氟原子，UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物和高硬度的UV可固化性树脂之间的相容性得到改善，从而防止现有技术的硬涂层的透射率的问题。

此外，抗指纹印的硬涂层树脂与基膜的粘合强度和涂覆工艺得到改进。

如图2A所示，在基板（或膜）110上涂覆本发明的抗指纹印的硬涂层树脂组合物，以形成抗指纹印的硬涂层树脂组合物层120。基板110可以是单层板或多层板并且由聚对苯二甲酸乙酯（PET）、聚碳酸酯（PC）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中至少一种形成。

如上所述，抗指纹印的硬涂层树脂组合物包括相对于所述抗指纹印的硬涂层树脂组合物具有约5-99重量%的高硬度的UV可固化性树脂122，相对于所述高硬度的UV可固化性树脂具有约0.02-2重量%的UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物124，相对于高硬度的UV可固化性树脂具有约0.1-10重量%的光引发剂和剩余量的丙烯酸类单体。抗指纹印的硬涂层树脂组合物层120可以具有约5-120μm的厚度。

图2A示出了式2的硅氧烷化合物作为高硬度的UV可固化性树脂。然而，聚氨酯化合物也被用作高硬度的UV可固化性树脂。或者，所述硅氧烷化合物和聚氨酯化合物的混合物可被用作高硬度的UV可固化性树脂。

接下来，如图2B所示，通过照射UV固化抗指纹印的硬涂层树脂组合物层120。结果，在基板110上形成抗指纹印的硬涂层130。层叠的基板110和抗指纹印的硬涂层130被称为抗指纹印的硬涂层膜。

在这种情况下，UV照射是通过在氮气条件下具有约500-2000mJ/cm²强度的中压汞UV灯或金属卤化物UV灯执行的。如果照射光的强度小于500mJ/cm²，那么高硬度的UV可固化性树脂和UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物之间的化学结合不够，使得抗指纹印的耐久性不牢固。此外，如果照照光的强度高于2000mJ/cm²，抗指纹印的硬涂层120变脆，使得该层120很容易由于外部影响或用户的触摸而损坏。

如上所述，在本发明中，通过UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物在抗指纹印的硬涂层130上提供抗指纹印特性。在此实例中，UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物与高硬度的UV可固化性树脂，即，硅氧烷化合物和聚氨酯丙烯酸酯具有优异的相容性。结果是，可以提供单层抗指纹印的硬涂层130而不存在层130的透射率问题。因此，相比于现有技术的包括硬涂层以及抗指纹印层的抗指纹印的硬涂层膜，本发明的抗指纹印的硬涂层膜的制造在工艺和生产成本方面具有优势。

另一方面，通过实验发现，UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物与另一种高硬度树脂的相容性不好，使得由该UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物和另一种高硬度树脂的混合物形成的膜由于其透射率差而不适合显示装置。

另外，当UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物的量增加时，与高硬度的UV可固化性树脂，即，硅氧烷化合物和聚氨酯化合物的相容性变差。参照下文所描述的测试结果，相对于高硬度的UV可固化性树脂，UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物的重量%优选为约0.02-2，更有利地，为约0.2-0.4。

此外，本发明的抗指纹印的硬涂层膜由于高硬度的UV可固化性树脂而具有优异的硬度。此外，因为UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物与高硬度的UV可固化性树脂化学相连，抗指纹印特性提高。

形成分别用包括UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物和硅氧烷化合物（实施例1，E1）、UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物和聚氨酯丙烯酸酯化合物（实施例2，E2）、硅氧烷化合物和反应性硅基丙烯酸酯（比较例1，CE1）以及硅氧烷化合物和非反应性硅基丙烯酸酯（比较例2，CE2）的树脂组合物形成的抗指纹印的硬涂层膜，并且测试它们的性能。测试结果列于表1中。

在测试中，将光引发剂和丙烯酸类单体以及具有硬涂层性能的化合物和抗指纹印特性的化合物（A）一同添加用于抗指纹印的硬涂层膜，通过橡皮擦测试来测试接触角特性。

表1

如表1所示，相比于比较例1和比较例2，实施例1和实施例2的抗指纹印的硬涂层膜具有优异的接触角。特别地，实施例1和实施例2的抗指纹印的硬涂层膜在测试后的接触角减小相对较小，而比较例1和比较例2的抗指纹印的硬涂层膜在测试后的接触角减小相对较大。即，相比于比较例1和比较例2，本发明实施例1和实施例2的抗指纹印的硬涂层膜具有优异的抗指纹印特性。

另一方面，实施例2的抗指纹印的硬涂层膜具有相对低的铅笔硬度。然而，这足以将抗指纹印的硬涂层膜应用到产品（触摸式显示装置）中。

图3A和图3B是根据本发明的抗指纹印的硬涂层膜在橡皮擦测试前后的SEM图像。如图3A和3B所示，根据本发明的包括硅氧烷化合物和UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物的抗指纹印的硬涂层膜的表面性质在橡皮擦测试之后几乎不改变。

然而，参照图4A和4B，它们是使用反应性硅基的化合物的抗指纹印的硬涂层膜在橡皮擦测试前后的SEM图像，包括硅氧烷化合物和硅基化合物的抗指纹印的硬涂层膜的表面性质在橡皮擦测试后严重退化。

即，本发明的抗指纹印的硬涂层膜具有优异的抗指纹印特性和硬度特性。

对本领域技术人员显而易见的是可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神或范围。因此，只要这些修改和变型在所附权利要求及其等同物的范围之内，本发明意图覆盖这些修改和变型。

Claims

1.一种抗指纹印的硬涂层树脂组合物，包括：

具有约5-99重量%的高硬度的紫外(UV)可固化性树脂，其包括硅氧烷化合物和聚氨酯丙烯酸酯化合物中的至少一种；

相对于所述高硬度的UV可固化性树脂，具有约0.02-2重量%的UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物；

相对于高硬度的UV可固化性树脂具有约0.1-10重量%的光引发剂；以及

剩余量的丙烯酸类单体。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述硅氧烷化合物由下式表示：

其中R1是环氧丙烯酸酯。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述聚氨酯丙烯酸酯化合物由下式表示：

其中R为聚氨酯。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物由下式表示：

Y-(CF₂O)_m1(CF₂CF₂O)_m2CF₂-Y，

其中Y是丙烯酸酯，并且m1和m2各自是正整数。

5.一种制造抗指纹印的硬涂层树脂组合物的方法，包括：

在基板上涂布抗指纹印的硬涂层树脂组合物以形成抗指纹印的硬涂层树脂层，所述硬涂层树脂组合物包括具有约5-99重量%的高硬度的UV可固化性树脂，其包括硅氧烷化合物和聚氨酯丙烯酸酯化合物中至少一种；相对于所述高硬度UV可固化性树脂，具有约0.02-2重量%的UV可固化性氟基化合物；相对于所述高硬度的UV可固化性树脂，具有约0.1-10重量%的光引发剂；以及剩余量的丙烯酸类单体，以及

向抗指纹印的硬涂层树脂层照射UV线以固化该抗指纹印的硬质涂层树脂层。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述硅氧烷化合物由下式表示：

其中R1是环氧丙烯酸酯。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述聚氨酯丙烯酸酯化合物由下式表示：

其中R为聚氨酯。

8.根据权利要求5的方法，其中所述UV可固化性氟基丙烯酸酯化合物由下式表示：

Y-(CF₂O)_m1(CF₂CF₂O)_m2CF₂-Y，

其中Y是丙烯酸酯，并且m1和m2各自是正整数。