TWI522441B - 膜層結構 - Google Patents

Description

膜層結構

本發明是有關於一種膜層結構，且特別是有關於一種可保護眼睛的膜層結構。

現行電子產品為了使螢幕具有高亮度通常採用高亮度的發光二極體做為背光源。然而，發光二極體所發出的光線含有波長範圍在380微米至420微米的成份。波長範圍在380微米至420微米的光線可穿透水晶體直達視網膜黃斑部，造成視網膜色素上皮細胞衰亡，導致光敏細胞死亡，最後造成黃斑病變，使眼睛視力下降，甚至進而喪失視力。

為了降低波長範圍在380微米至420微米的光線對眼睛造成傷害，有人發展出一種用以貼於電子產品螢幕上的膜層結構。當膜層結構貼於電子產品的螢幕上時，膜層結構可濾除特定波長範圍(如380nm~420nm)的光線，以降低螢幕發出的光線對眼睛造成的傷害。然而，在習知技術中，有些膜層結構是用數量眾多的膜層組成，而導致膜層結構的厚度過厚。如此一來，膜層結 構貼附於螢幕上時便對電子產品的外觀造成不良的影響。另外，有些膜層結構雖然對波長範圍在400奈米至700奈米的可見光穿透率高但對於波長範圍在380奈米至420奈米的光線阻隔率低，而無法完善地保護電子產品使用者的眼睛。

本發明提供一種膜層結構，其使用的膜層數量少且對於波長範圍為380奈米至420奈米的光線濾除率高。

本發明的一種膜層結構，包括基材、塗層以及黏著層。塗層與黏著層分別配置在基材的相對兩表面。黏著層具有濾光化合物。光線通過膜層結構時，黏著層濾除特定波長範圍的光線。黏著層對於波長範圍為380奈米至420奈米的光線濾除率大於80%。

在本發明的一實施例中，上述的黏著層對於波長範圍為400奈米以下的光線濾除率為99.9%。

在本發明的一實施例中，上述的膜層結構對於波長範圍為400奈米至500奈米的光線濾除率大於或等於20%。

在本發明的一實施例中，上述的膜層結構適於以黏著層貼附於物件上，且黏著層相對於物件的第一回濕潤速度小於或等於0.1sec/cm²。

在本發明的一實施例中，上述的黏著層還包括膠體。濾光化合物分散於膠體中，而膠體包括壓克力聚合體、脂肪酸酯類 可塑劑以及硬化劑。

在本發明的一實施例中，上述的膠體的黏度介於1~10,000cps之間。

在本發明的一實施例中，上述的膠體的黏度介於500~5,000cps之間。

在本發明的一實施例中，上述的壓克力聚合體的結構式為： ，其中R為甲烷基、乙烷基、丁烷基、烴基或其混合基。

在本發明的一實施例中，上述的脂肪酸酯類可塑劑的結構式為：(R-COOR’)，其中R為12~18碳烷基，R’為甲烷基或乙烷基。

在本發明的一實施例中，上述的膠體具有聚脲酯交聯體結構，其結構式為： ，其中R為芳香族或脂肪族。

在本發明的一實施例中，上述的膠體的厚度介於15微米至100微米。

在本發明的一實施例中，上述的膠體的厚度介於25微米至75微米。

在本發明的一實施例中，上述的濾光化合物包括二苯甲酮、二苯甲酮的衍生物、偶氮苯、偶氮苯的衍生物、苯并三唑、苯并三唑的衍生物或其組合。

在本發明的一實施例中，上述的濾光化合物佔膠體的固含量的10%至50%。

在本發明的一實施例中，上述的濾光化合物佔膠體的固含量的20%至40%。

在本發明的一實施例中，上述的膠體與濾光化合物的比例為1：1，而黏著層的厚度為33微米。

在本發明的一實施例中，上述的膠體與濾光化合物的比例為2：1，而黏著層的厚度為50微米。

基於上述，在本發明一實施例的膜層結構中，黏著層具 有濾光化合物。換言之，本發明一實施例的膜層結構將濾光及黏著的功能整合在同一膜層。如此一來，膜層結構使用的膜層數量便可減少，而使膜層結構貼附於物件上時不易影響物件的外觀。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

1‧‧‧荷重筆

2‧‧‧鋼絲球

100‧‧‧膜層結構

102‧‧‧塗層

104‧‧‧基材

104a、104b‧‧‧表面

106‧‧‧黏著層

106a‧‧‧膠體

106b‧‧‧濾光化合物

108‧‧‧離型膜

a‧‧‧空氣

d‧‧‧方向

G‧‧‧標準基材

S‧‧‧物件

T2、T3‧‧‧厚度

圖1為本發明一實施例的膜層結構的示意圖。

圖2A至圖2C示出本發明一實施例的塗層耐磨測試的過程。

圖3A至圖3B示出本發明一實施例的黏著層排氣性測試的過程。

圖4示出本發明一實施例的膜層結構的穿透光譜以及其它市售膜層結構的穿透光譜。

圖1為本發明一實施例的膜層結構的示意圖。請參照圖1，本實施例的膜層結構100包括在方向d上依序堆疊的塗層102基材104以及黏著層106。在本實施例中，黏著層106包括膠體106a以及分散於膠體106a中的濾光化合物106b。濾光化合物106b用以濾除光線在特定光波長範圍內的成份，其中特定光波長範圍為380奈米至420奈米。在本實施例中，膜層結構100可選擇性 地包括離型膜108。黏著層106配置於基材104與離型膜108之間。當使用者欲使用膜層結構100時，可將離型膜108移除，並令黏著層106與物件(例如電子產品的螢幕或使用者的眼鏡鏡片)接觸，進而使膜層結構100貼附於物件上。然而，需說明的是，本發明並不限制膜層結構100一定要包括離型膜108，膜層結構100是否包括離型膜108可視實際的需求而定。

在本實施例中，塗層102可為光固化膜，例如紫外光固化膜。塗層102在未固化前包括多官能基預聚體、光固化起始劑、稀釋劑及溶劑。未固化的塗層102的黏度可介於1~10,000釐泊(cps)之間，特別是介於10~100釐泊。塗層102的多官能基預聚體可為多官能基聚氨酯預聚體。更進一步地說，塗層102的多官能基預聚體可為3~6的多官能基聚氨酯預聚體。3~6的多官能基聚氨酯預聚體的固含量占塗層102整體固含量的20%~80%，特別是30%~60%。塗層102的多官能基預聚體的官能基為壓克力官能基。具有壓克力官能基的多官能基預聚體是屬於非黃變型的聚氨酯預聚體。塗層102的稀釋劑為具有反應官能基的壓克力單體。塗層102的溶劑例如為酮類或酯類。溶劑可調整未固化的塗層102的黏度及塗佈特性。

本實施例的塗層102在固化後具有高硬度，以下利用圖2A至圖2C所示的塗層耐磨測試過程及耐磨測試結果佐證之。圖2A至圖2C示出本發明一實施例的塗層耐磨測試的過程。請參照圖2A，首先，提供荷重筆1以及鋼絲球(steel wool)2，其中鋼 絲球2規格為#0000，並將鋼絲球2配置於待測的塗層102上。請參照圖2B，接著，將荷重筆1準確地按壓至配置於塗層102上的鋼絲球2上。請參照圖2C，接著，利用荷重筆1將特定重量(本實施例以500公克為例)施加於鋼絲球2。然後，在維持施加特定重量至鋼絲球2的情形下，來回移動荷重筆1及鋼絲球2，以使鋼絲球2與塗層102摩擦。測試結果發現，以圖2A至圖2C所示的耐磨測試手法來回移動荷重筆1及鋼絲球2二十次後，本實施例的塗層102表面無刮痕產生。此耐磨測試可佐證本實施例的塗層102具有高硬度或高耐磨性。

請參照圖1，具有高硬度的塗層102除了可保護配至於其下的基材104以及黏著層106外，在本實施例中，塗層102更可進一步包括奈米級黑色染料(Nano-pigment black)，以濾除光線在特定光波長範圍(400奈米至500奈米)內的成份，並因此進一步地使膜層結構100對400奈米至500奈米的光線濾除率達到20%以上。換言之，膜層結構100除了可利用黏著層106濾除光線在特定光波長範圍內的成份外，更可利用塗層102輔助性地濾除光線在特定光波長範圍內的成份，進而使膜層結構100保護眼睛的效果更佳。在本實施例中，奈米級黑色染料佔塗層102整體的含量為0.1%~30%，但本發明不以此為限。

塗層102與黏著層106分別配置在基材104的相對二表面104a、104b。更進一步地說，在本實施中，基材104為材質相同的同一材料，而基材104的相對二表面104a、104b分別與塗層 102及黏著層106接觸。基材104的材質為聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate，PET)或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)。基材104在方向d上的厚度T2例如是介於50微米至175微米，但本發明不以此為限。

本實施例的黏著層106為熱固化膠。黏著層106在未固化前包括壓克力聚合體、脂肪酸酯類可塑劑及固化劑。黏著層106在未固化前的黏度例如介於1釐泊~10,000釐泊，特別是500釐泊~5,000釐泊。黏著層106的壓克力聚合體的結構式如下： ，其中R可為甲烷基、乙烷基、丁烷基、烴基 等。黏著層106的脂肪酸酯類可塑劑的結構式如下：(R-COOR’)，其中R可為12~18碳烷基，R’可為甲烷基或乙烷基等。黏著層106的硬化劑的結構式如下： ，其中R可為芳香族或脂肪族。黏 著層106經熱固化後的聚脲酯交聯體結構的化學結構式如下： 其中R為芳香族或脂肪族。黏著層106 在方向d上的厚度T3例如介於215微米~100微米，特別是以25~75μm為佳。

在本實施例中，黏著層106的膠體106a為特殊設計的排氣膠。利用特殊的排氣設計，膜層結構100可快速地貼附至物件上，以降低氣泡殘存於黏著層106與物件之間的機率。圖3A至圖3B示出本發明一實施例的黏著層排氣性測試的過程。請參照圖3A，首先，將黏著層106形成於標準基材G上，黏著層106的面積及標準基材G的面積均為A(例如10cm²)。接著，同時彎曲標準基材G以及黏著層106，以使黏著層106凸向物件S(例如玻璃)。然後，令凸向物件S的黏著層106輕觸物件S。接著，如圖3A至圖3B所示的過程，放開標準基材G以及黏著層106，並量測從放開標準基材G以及黏著層106起到黏著層106完全貼附物件S止所需的時間T。最後將時間T除以黏著層106的面積A，便可獲得黏著層106的第一回濕潤速度(在此指初次將膜層結構100以其黏著層106與物件S之間達到完全貼附的狀態而言)。在本實施例中，黏著層106的第一回濕潤速度相當快，以致於如圖3A所示 般，黏著層106在貼附至物件S的過程中可快速地將空氣a從黏著層106與物件S之間的空隙排開，而在黏著層106與物件S貼附完成後不易有氣泡殘存在黏著層106與物件S之間。舉例而言，在本實施例中，黏著層106的第一回濕潤速度小於或等於0.1sec/cm²，但本發明不以此為限。

黏著層106的濾光化合物106b為特殊設計的化合物，濾光化合物106b可有效地濾除光線在特定光波長範圍(即380奈米至420奈米)內的成份。舉例而言，在本實施例中，濾光化合物106b包括二苯甲酮(Benzophenone)、二苯甲酮的衍生物、偶氮苯(Phenylazophenyl)、偶氮苯的衍生物、苯并三唑(Benzotriazole)、苯并三唑的衍生物或其組合。二苯甲酮的化學結構式如下：

偶氮苯的化學結構式如下：

苯并三唑的化學結構式如下：

濾光化合物106b佔黏著層106的固含量的10%至50%，特別 是20%至40%。

值得一提的是，透過適當地調配膠體106a與濾光化合物106b的比例以及黏著層106的厚度T3(標示於圖1)，可使膜層結構100兼具多種優良的光學特性，例如高可見光透過率以及對光線在特定光波長範圍(即380奈米至420奈米)內的成份的高阻隔率。舉例而言，若膠體106a與濾光化合物106b的比例為1：1且黏著層106的厚度T3為33微米，或膠體106a與濾光化合物106b的比例為2：1且黏著層106的厚度T3為50微米，則膜層結構100能夠兼具多種優良的光學特性。以下提出本發明一實施例的膜層結構100與其它市售膜層結構的實測數據比較，以佐証之。

圖4示出本發明一實施例的膜層結構的穿透光譜以及其它市售膜層結構的穿透光譜。由圖4可知，本發明一實施例的膜層結構100對光線在特定光波長範圍(即380奈米至420奈米)內的成份的穿透率低，而其它市售膜層結構的對光線在特定光波長範圍(即380奈米至420奈米)內的成份的穿透率高。意即，膜層結構100對光線在特定光波長範圍(即380奈米至420奈米)內的成份的阻隔率高於其它市售膜層結構。此外，由圖4可亦知，膜層結構100在具有對光線在特定光波長範圍(即380奈米至420奈米)內的成份的高阻隔率下，膜層結構100對光線在可見光波長範圍(如400奈米至700奈米)內的成份的穿透率亦維持與其它市售相近的高水準。

表一為本發明一實施例的膜層結構與其它市售膜層結構 的多種特性的比較表。請參照下表一，本發明一實施例的膜層結構100的塗層102硬度與其他市售膜層結構相近，膜層結構100的對光線在波長為550奈米的成份的可見光透過率與其他市售膜層結構相近。值得注意得是，膜層結構100對光波長在380奈米~420奈米以及對光波長在400奈米以下的藍紫光阻隔率遠高於其他市售膜層結構。特別是，膜層結構100對光波長在380奈米~420奈米的藍紫光阻隔率高於80%，對光波長在400奈米以下的藍紫光阻隔率高達99.9%。

綜上所述，在本發明一實施例的膜層結構中，黏著層具有濾光化合物。換言之，本發明一實施例的膜層結構將濾光及黏著的功能整合在同一膜層。如此一來，膜層結構使用的膜層數量便可減少，而使膜層結構貼附於物件上時不易影響物件的外觀。

此外，本發明一實施例的膜層結構包括由適當的膠體與 濾光化合物比例構成以及具有適當厚度的黏著層。此黏著層可使膜層結構兼具多種優良的光學特性，特別兼具高可見光透過率以及對於易傷害眼睛健康的光波長範圍內的光線成份的高阻隔率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧膜層結構

102‧‧‧塗層

104‧‧‧基材

104a、104b‧‧‧表面

106‧‧‧黏著層

106a‧‧‧膠體

106b‧‧‧濾光化合物

108‧‧‧離型膜

d‧‧‧方向

T2、T3‧‧‧厚度

Claims (25)

1. 一種膜層結構，包括：一基材；一塗層；以及一黏著層，該塗層與該黏著層分別配置在該基材的相對兩表面，其中該黏著層具有一濾光化合物，一光線通過該膜層結構時，該黏著層濾除一特定波長範圍的光線，其中該黏著層對於波長範圍為380奈米至420奈米的光線濾除率大於80%，其中該黏著層還包括一膠體，該濾光化合物分散於該膠體中，而該膠體包括一壓克力聚合體、一脂肪酸酯類可塑劑以及一硬化劑。
2. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該黏著層對於波長範圍為400奈米以下的光線濾除率為99.9%。
3. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該膜層結構對於波長範圍為400奈米至500奈米的光線濾除率大於或等於20%。
4. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該膜層結構適於以該黏著層貼附於一物件上，且該黏著層相對於該物件的第一回濕潤速度小於或等於0.1sec/cm²。
5. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該膠體的黏度介於1~10,000cps之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該膠體的黏度介於500~5,000cps之間。
7. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該壓克力聚合體的結構式為： ，其中R為甲烷基、乙烷基、丁烷基、烴基或其混合基。
8. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該脂肪酸酯類可塑劑的結構式為：(R-COOR’)，其中R為12~18碳烷基，R’為甲烷基或乙烷基。
9. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該硬化劑的結構式為： ，其中R為芳香族或脂肪族。
10. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該膠體具有一聚脲酯交聯體結構，其結構式為： ，其中R為芳香族或脂肪族。
11. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該膠體的厚度介於15微米至100微米。
12. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該膠體的厚度介於25微米至75微米。
13. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該濾光化合物包括二苯甲酮、二苯甲酮的衍生物、偶氮苯、偶氮苯的衍生物、苯并三唑、苯并三唑的衍生物或其組合。
14. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該濾光化合物佔該膠體的固含量的10%至50%。
15. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該濾光化合物佔該膠體的固含量的20%至40%。
16. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該膠體與該濾光化合物的比例為1：1，而該黏著層的厚度為33微米。
17. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該膠體與該濾光化合物的比例為2：1，而該黏著層的厚度為50微米。
18. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該塗層為光固化膜。
19. 如申請專利範圍第18項所述的膜層結構，其中該塗層在未固化前包括多官能基預聚體、光固化起始劑、稀釋劑及溶劑。
20. 如申請專利範圍第18項所述的膜層結構，其中該塗層在未固化前的黏度介於1~10,000釐泊之間。
21. 如申請專利範圍第18項所述的膜層結構，其中該塗層在未固化前的黏度介於10~100釐泊之間。
22. 如申請專利範圍第19項所述的膜層結構，其中多官能基預聚體為3~6的多官能基聚氨酯預聚體，且其占塗層整體固含量的20%~80%。
23. 如申請專利範圍第19項所述的膜層結構，其中多官能基預聚體為3~6的多官能基聚氨酯預聚體，且其占塗層整體固含量的30%~60%。
24. 如申請專利範圍第19項所述的膜層結構，其中稀釋劑為具有反應官能基的壓克力單體，溶劑為酮類或酯類。
25. 如申請專利範圍第1項所述的膜層結構，其中該塗層包括奈米級黑色染料，奈米級黑色染料佔塗層整體的含量為0.1%~30%。