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TWI643910B - 有機－無機混合硬塗料膜與使用相同材料的偏光板 - Google Patents

有機－無機混合硬塗料膜與使用相同材料的偏光板 Download PDF

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TWI643910B
TWI643910B TW102145719A TW102145719A TWI643910B TW I643910 B TWI643910 B TW I643910B TW 102145719 A TW102145719 A TW 102145719A TW 102145719 A TW102145719 A TW 102145719A TW I643910 B TWI643910 B TW I643910B
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安明龍
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Abstract

本發明提供一種有機-無機混合硬塗料膜，包含：由塗覆一合成物所形成的一硬塗料層，用以形成一硬塗料層於一透明基膜的一表面上，該合成物包括一丙烯酸類樹脂，具有5~15的一平均官能基數量、一無機顆粒，具有一紫外線反應性基團、與一光引發劑。其中該丙烯酸類樹脂包含10%重量百分比或更多的三官能或較低的丙烯酸類樹脂，且其中該無機顆粒包含於基於100份按丙烯酸類樹脂重量計的80~120份重量含量。

Description

有機-無機混合硬塗料膜與使用相同材料的偏光板
本發明關於一種有機-無機混合硬塗料膜與一種使用相同材料的偏光板。
一種硬塗料層以廣泛地使用來保護各種平面顯示器面板的表面，前述平面顯示器面板諸如：薄膜晶體管-液晶顯示器、電漿顯示面板、有機發光二極管、陰極射線管及其類似的。
顯示器面板採用的玻璃基板抗衝擊性較弱且在減輕重量方面有困難。為了替換這些顯示器面板或彌補它們的缺點，一種高硬度硬塗料層形成於一塑膠透明基底表面的一種薄膜已廣泛地被使用著。
同時，有一種已知的合成物，用於形成有機-無機混合硬塗料層，它包含了一種無機顆粒與一種有機樹脂，以改善硬塗料層的硬度與耐磨性。
特別是韓國專利公開號第2009-0044089號揭露用於形成一有機-無機混合硬塗料層的一種合成物，包括具有500~10,000的分子量的一氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、一多官能丙烯酸酯單體與二氧化矽。
然而，由於硬塗料層的鉛筆硬度僅2H~3H，它不具足夠的保護性能，而足夠的保護性能對好的硬塗料層來說是必要的。因此，一種有 機-無機混合硬塗料膜，具有優異的光學特性，與卓越的表面硬度及耐磨性，已見其需求。
從而，本發明已被用以解決上述發生於習知技術中的問題，且本發明的一個目的在提供一有機-無機混合硬塗料膜，具有高表面硬度與and優異的耐擦傷性和耐磨損性。
為了達到此目的，提供了一種有機-無機混合硬塗料膜，其包含：由塗覆一合成物所形成的一硬塗料層，用以形成一硬塗料層於一透明基膜的一表面上，該合成物包括一丙烯酸類樹脂，具有5~15的一平均官能基數量、一無機顆粒，具有一紫外線反應性基團、與一光引發劑。其中該丙烯酸類樹脂包含10%重量百分比或更多的三官能或較低的丙烯酸類樹脂，且其中該無機顆粒包含於基於100份按丙烯酸類樹脂重量計的80~120份重量含量。
該丙烯酸類樹脂的平均官能基數量可為6~14。
該無機顆粒可具有1~100nm的平均顆粒直徑。
該硬塗料層可具有17~30μm的厚度。
該硬塗料層可具有7H或更高的表面硬度。
依照本發明的一種態樣，提供了一種偏光板包含申請專利範圍第1項至第5項其中任一項的有機-無機混合硬塗料膜。
本發明的一種有機-無機混合硬塗料膜包含由塗覆一合成物所形成的一硬塗料層，用以形成一硬塗料層於一透明基膜的一表面上，該合成物包括一丙烯酸類樹脂，具有5~15的平均官能基數量、一無機顆粒，具有一紫外線反應性基團、及一光引發劑。丙烯酸類樹脂包含10%重量百分比或更多的三官能或較低的丙烯酸類樹脂。該無機顆粒包含於基於100份按丙烯酸類樹脂重量計的80~120份重量含量。
在下文中，本發明將進一步詳細地描述，但其描述僅用於說明本發明，不是為了限制本發明的範圍。
用以形成一硬塗料層的合成物包括一丙烯酸類樹脂，具有5~15的平均官能基數量、一無機顆粒，具有一紫外線反應性基團、及一光引發劑。
具有5~15的平均官能基數量之丙烯酸類樹脂為一光固化性樹脂，且可包括光固化性(甲基)丙烯酸酯低聚物與單體。
該光固化性(甲基)丙烯酸酯低聚物、環氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸(甲基)丙烯酸酯或其類似者可以是傳統上使用的，較佳者為氨基甲酸(甲基)丙烯酸酯。氨基甲酸(甲基)丙烯酸酯可藉使用具有一羥基在其分子中的多官能(甲基)丙烯酸酯，與一種具有在催化劑的存在下的一異氰酸酯基之化合物而製備。具有一羥基在其分子中的(甲基)丙烯酸之具體例子可以是一或多個選自由2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基異丙基(甲基)丙烯酸、4-羥丁基(甲基)丙烯酸酯、己內酯開環羥基丙烯酸、季戊四醇三/四(甲基)丙烯酸酯混合物，及一雙季戊四醇五/六(甲 基)丙烯酸酯混合物所組成的群組。此外，該具有一異氰酸酯基化合物的具體例子可以是一或多個選自由1,4-二異氰酸根合丁烷、1,6-二異氰酸酯、1,8-二異氰酸根合辛烷、1,12-二異氰酸根合癸烷、1,5-異氰酸根合-2-甲基戊烷、三甲基-1,6-二異氰酸根合己烷、1,3-雙(異氰酸根合甲基)環己烷、反式-1,4-環己烯二異氰酸酯、4,4'-亞甲基雙(環己基異氰酸酯)、異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯、二甲苯基-1,4-二異氰酸酯、四甲基-1,3-二異氰酸酯、1-氯甲基-1,4-二異氰酸酯、4,4'-亞甲基雙(2,6-二甲基苯基異氰酸酯)、4,4'-氧雙(異氰酸苯酯)、來自六亞甲基二異氰酸酯的三官能的二異氰酸及甲苯二異氰酸酯的三羥甲基丙烷加成物所組成的群組。
該光固化性單體具有一不飽和基團，比如，一(甲基)丙烯醯基、一乙烯基、一苯乙烯基、一烯丙基或之類的，於其分子中作為一光固化性官能基，最好是(甲基)丙烯醯基。
具有(甲基)丙烯醯基的單體之具體例子可以是一或多個選自由新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,2,4-環己烷四(甲基)丙烯酸酯、五甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三季 戊四醇六三(甲基)丙烯酸酯、雙(2-羥乙基)異氰脲酸酯二(甲基)丙烯酸酯、羥乙基(甲基)丙烯酸酯、羥丙基(甲基)丙烯酸酯、羥丁基(甲基)丙烯酸酯、異辛基(甲基)丙烯酸酯、異癸基(甲基)丙烯酸酯、硬脂基(甲基)丙烯酸酯、四氫糠基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯及異冰片(甲基)丙烯酸酯所組成的群組。
在所例示的丙烯酸類樹脂中，光固化性(甲基)丙烯酸酯低聚物與光固化性單體可單獨使用，或兩種或兩種以上的組合來使用。
本發明的丙烯酸類樹脂之平均官能基數量為5~15。如果其平均官能基數量小於5，固化密度可能會低，未能表現出足夠的硬度。如果平均官能基數量大於15，反應性可能會降低，導致固化特性缺陷，或固化收縮可能會變得嚴重，儘管有足夠的固化步驟，導致膜發生裂縫。
此外，本發明的丙烯酸類樹脂包括10%或更多的三官能或較低的丙烯酸類樹脂。如果該三官能或較低的丙烯酸類樹脂包含在小於基於全部丙烯酸類樹脂10%的含量，固化反應性可能會降低，未能表現出足夠的硬度。
三官能或較低的丙烯酸類樹脂的例子可包括丙烯酸己內酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸異辛酯、月桂酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸十八酯、己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯與季戊四醇三丙烯酸酯。
具有一紫外線反應性基團的無機顆粒可以是金屬氧化物、硫化物或之類的。其具體例子可包括二氧化鈦(金紅石，金紅石/銳鈦礦混 晶，或銳鈦型無定形結構)、氧化矽、氧化銦、氧化錫、氧化鋯、氧化鋅、與硫化鋅。也可以使用無機氧化物膠體。其例子可包括膠態二氧化鈦、膠態氧化鋁、膠態氧化鋯、膠態氧化釩、膠態氧化鉻、膠態氧化鐵、膠態氧化錫或其混合物。二氧化矽較佳。
無機顆粒具有最佳1~10nm的平均顆粒直徑。如果顆粒的平均顆粒直徑小於1nm，硬度可以較低。如果顆粒的平均顆粒直徑大於100nm，透明性可能降低。
無機顆粒包含於基於100份按丙烯酸類樹脂重量計的80~120份重量含量。如果無機顆粒含量小於80份重量含量，硬度可能降低。如果無機顆粒含量超過120重量含量，反應速度可能會降低且透明性有可能降低。
作為光引發劑，任何前例中使用的光引發劑都可被使用。特別是至少一種選自由2-甲基-1-4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1、二苯甲酮芐基二甲基縮酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、4-羥基環己基苯基酮、二甲氧基-2-苯基苯乙酮、蒽醌、三苯胺、咔唑、芴、3-甲基苯乙酮、4-氯乙醯苯酮、4,4-二甲氧基苯乙酮、4,4-二氨基二苯甲酮、1-羥基環己基苯基酮及二苯甲酮所組成的群組可以被使用。
光引發劑可被使用於基於100份按全部用於形成一硬塗料層的合成物重量計的0.1~10份重量含量。如果光引發劑的含量小於0.1份重量含量，固化速率可能會變慢。如果光引發劑的含量大於10份重量含量，由於過度固化，裂縫可能會發生於一抗眩硬塗料層。
用於形成一硬塗料層的合成物可包括一溶劑。作為該溶劑， 任一項已知在前例中使用之用於形成一塗覆層之溶劑，可以被使用而無限制。
特別是至少一種選自由醇類(甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑等)、酮類(甲基乙基酮、甲基丁基酮、甲基異丁基酮、二乙基酮、二丙基酮、環己酮等)、己烷類(己烷、庚烷、辛烷等)及苯類(苯、甲苯、二甲苯等)所組成的群組可以被使用。
該溶劑可包含於基於100份按全部用於形成一硬塗料層的合成物重量計的10~95份重量含量。如果溶劑重量含量小於基於100份按用於形成一抗眩硬塗料層的合成物重量計的10份重量含量，粘度會高並因而加工性可能會劣化。如果超過95份重量含量，乾化過程非常耗時且因而經濟上的可行性可能會降低。
本發明提供一硬塗料層，包括了藉由使用以上用於形成一硬塗料層的合成物所形成之一硬塗料層。此即，本發明的一防眩膜包括由塗覆用於形成一硬塗料層於一透明座的至少一表面上然後固化的合成物所形成的一硬塗料層。
作為透明座，任何具有透明性的薄膜可以被使用而無限制。透明座的例子可以是選自環烯烴衍生物，具有一單體單元，包括環烯烴，比如一降冰片烯環或多環的降冰片烯系單體，纖維素(二乙醯纖維素、三乙醯纖維素、乙醯基纖維素、異丁基酯纖維素、丙纖維素、丁纖維素及乙醯丙纖維素)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚酯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醚醯亞胺、聚丙烯酸、聚醯亞胺、聚醚碸、聚碸、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚醚酮、聚醚 醚酮、聚醚碸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯，聚氨酯及環氧樹脂。一未拉伸或單軸或雙軸拉伸膜也可以被使用。最好的情形是使用具有優異透明性與耐熱性的單軸或雙軸拉伸聚酯纖維膜，或具有既不透明也無光學各向異性的三乙醯纖維素膜。
透明座的厚度可約8~1000μm，較佳地在40~100μm。
塗覆用於形成一抗眩層於該透明座之合成物的方法沒有特別的限制，但模塗、氣刀、逆轉輥、噴塗、葉片、鑄造、凹印、旋轉-塗覆，或其相似的方法可以被採用。
關於由塗覆用於形成一抗眩層於該透明座之合成物所形成的硬塗料層，其厚度在固化後可較佳地是17~30μm。
用於形成一硬塗料層之合成物的固化方法可以是通過光固化來實行。此處，紫外線光的照射量可約在0.01~10J/cm2，最好是0.1~2J/cm2。
通過前述的處理而製備的硬塗料層可具有7H或更高的硬度。包括該硬塗料層的一有機-無機混合硬塗料膜可被包含於一偏光板或一顯示設備中。
本發明提供一偏光板，其具有依照本發明的有機-無機混合硬塗料膜。此即，本發明的偏光板可藉由層壓前述依照本發明的抗眩膜至傳統偏光鏡的一個面或二表面而製造。該偏光鏡可以在其至少一個表面上設置有保護膜。
在下文中，本發明將經由下述的實例及比較例更詳細地描 述。下面的實施例僅僅是解說性的，並且是說明性的，而不應被解釋為限定或限制本發明的範圍。
實例及比較例
(1)用於形成 硬塗料層的合成物之製備
每一用於形成具有分枝結構及其含量(重量份量)的一硬塗料層之合成物，如表1所示，由使用一PP-材料過濾器而篩選，且接著被塗覆在一80μm-厚三乙醯纖維素膜(基膜)上表面，這樣其厚度在固化後成為20μm。
在每一用於形成一硬塗料層的合成物中，其製備於製備實例1至6及比較製備實例1至5中，平均官能基數量與丙烯酸類樹脂之三官能或較低的樹脂含量，及基於100份丙烯酸類樹脂重量的無機顆粒含量計算及表列於下方表2中。
(2)具有硬塗料層的硬塗料膜之製備
一硬塗料層由塗覆用於形成一硬塗料層的合成物於一80μm-厚三醋酸纖維素膜，烘乾溶劑2分鐘，並施加紫外線固化於一500mJ/cm2的鑲嵌式光照而形成。對每一實例而言，使用之用於形成一硬塗料層的合成物與硬塗料層硬化後厚度表列於表3中。
[表3]
實驗例
具有一硬塗料層的有機-無機混合硬塗料膜的物理特性，其由製備實例與比較製備實例所製備者，藉由以下描述的方法而量測，其結果表列於表4中。測量和評估情形如下。
(1)鉛筆硬度之評估
量測乃由使用基於JIS K5600的一鉛筆硬度測試儀(SukBo科學公司)而執行。在500g載重下，鉛筆固定於45度角度上，並接著依照鉛筆硬度刮劃該表面，依肉眼來決定是否表面被劃傷。
(2)抗劃傷性之評估
鋼絲絨裝設於一摩擦測試機(KPD-301，Kipae公司)上， 在1kg荷重下，該鋼絲絨往來移動10次，並計算劃傷數量。
(3)霧度量測
霧度由使用一Sga公司生產的HZ-1霧度計而量測。
(4)透光率-清晰度量測
量測由使用一透光率-清晰度儀(ICM-1T，Suga公司)而執行。透光率清晰度由增加用於0.01mm、0.5mm、1.0mm與2.0mm的狹縫間隔的透光率清晰度值而量測。
如上表4所示，能確認依照本發明實例1到10的有機-無機 混合硬塗料膜具有優良透明度、低霧度與優異的硬度及抗劃傷性。
依照本發明的有機-無機混合硬塗料膜能具有低霧度、高反射清晰度及因此造成的優良的光學特性、高表面硬度、優異的耐擦傷性以及優異的耐磨損性。

Claims (5)

  1. 一種有機-無機混合硬塗料膜，包含：由塗覆一合成物所形成的一硬塗料層，用以形成一硬塗料層於一透明基膜的一表面上，該合成物包括一丙烯酸類樹脂，具有5~15的一平均官能基數量、一無機顆粒，具有一紫外線反應性基團、與一光引發劑，其中該丙烯酸類樹脂包含10%重量百分比或更多的三官能或較低的丙烯酸類樹脂，其中具有該紫外線反應性基團的該無機顆粒為納米矽溶膠，其中具有該紫外線反應性基團的該無機顆粒包含於基於100份按丙烯酸類樹脂重量計的80~120份重量含量，及其中該硬塗料層具有7H或更高的表面硬度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機-無機混合硬塗料膜，其中該丙烯酸類樹脂的平均官能基數量為6~14。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之有機-無機混合硬塗料膜，其中該無機顆粒具有1~100nm的平均顆粒直徑。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機-無機混合硬塗料膜，其中該硬塗料層具有17~30μm的厚度。
  5. 一種偏光板，包含如申請專利範圍第1項至第4項其中任一項所述之有機-無機混合硬塗料膜。
TW102145719A 2012-12-13 2013-12-11 有機－無機混合硬塗料膜與使用相同材料的偏光板 TWI643910B (zh)

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