CN101372537A - 用于硬涂布层的组合物、使用该组合物的硬涂布膜以及包含该硬涂布膜的抗反射膜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于形成硬涂布层的组合物、采用该组合物形成的硬涂布膜以及包含该硬涂布膜的抗反射膜。特别地，本发明涉及用于形成硬涂布层的组合物、采用该组合物形成的硬涂布膜以及包含该硬涂布膜的抗反射膜，其中有可能以比常规方式更为简单的方式获得所需水平的紫外线透射率并对内部组分防护紫外线，而且易于控制紫外线的吸收水平。为此，为了实现上述目标，根据本发明的第一方面的用于形成硬涂布层的组合物，其特征在于，基于组合物的总重量而言，其包含(a)35至50重量％的二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、(b)35至40重量％的二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)、(c)3至10重量％的N－乙烯基吡咯烷酮、(d)9至50重量％的多异氰酸酯和(e)1至5重量％的UV吸收剂。根据本发明另一实施方案的、包含基底膜和硬涂布层的硬涂布膜，其特征在于，其是采用形成硬涂布层的组合物形成的。根据本发明又一实施方案的抗反射膜，其特征在于，抗反射(AR)膜包含按顺序施加到硬涂布层上的高折射率层(B)和低折射率层(A)。

Description

用于硬涂布层的组合物、使用该组合物的硬涂布膜以及包含该硬涂布膜的抗反射膜
技术领域
本发明涉及用于形成硬涂布层的组合物、采用该组合物形成的硬涂布膜以及包含该硬涂布膜的抗反射膜。特别地，本发明涉及用于形成硬涂布层的组合物、采用该组合物形成的硬涂布膜以及包含该硬涂布膜的抗反射膜，其中有可能以比常规方式更为简单的方式获得所需的紫外线透射率水平以及保护内部组分防护紫外线，而且易于控制紫外线的吸收水平。
背景技术
一般而言，等离子体显示板(PDP)是一种包含诸如氖、氩、氙等的放电气体的显示装置，所述放电气体存在并密封于印制在玻璃管上的两个透明电极之间，该装置采用了电极之间放电的气体的光发射。与常规的CRT或LCD相比，PDP的优势在于形成大屏幕。然而，在这种PDP中，会产生大量的电磁波、紫外线和近红外线。当光从发射红、绿和蓝三原色的荧光源发出时，在580至590nm的范围内出现强的可见光线，因而有必要使PDP具有附加装置，用于阻断电磁波和有害射线以及用于控制色调。
为了解决这样的问题，在公布的JP No.1983-153904中披露了一种PDP，其为了校正显示图像的色彩平衡，采用了在PDP的前侧贴合滤光器的方法，所述滤光器能够吸收特定波长的光。
在公布的JP No.1999-160532中披露了以这种滤光器阻断有害光线和校正PDP屏幕上色彩的方法，其中该方法建议形成树脂层，所述树脂层含有用于在基底上进行色彩校正的近红外线吸收剂。公布的JPNo.2000-340985披露了控制透明粘合剂浓度的方法，所述透明粘合剂包含用于色彩校正的颜料，粘合剂用于粘结PDP滤光器的元件。此外，公布的JP No.2001-343520披露的方法为了改善网格透明度，而将用于色彩校正的着色物质直接分散在施加的树脂或粘合剂中。然而，用于色彩校正的这些材料由于外部紫外(UV)线的原因可能会降低可靠性，因此要求该材料通过在压敏粘合剂中包含UV吸收剂，能够保护使用性及所需的物理性能。然而，如果压敏粘合剂能吸收紫外线，则作为需防护紫外线的颜料的这种材料的层必须与压敏粘合剂层分开，并在紫外线吸收层的下面形成。由于这样的问题，已经采取了两种常规的方法，其中一种方法是首先在粘合剂中制备紫外线吸收层，然后是颜料层，另一种方法是在能够吸收紫外线的透明聚酯膜基底上，沉积混有颜料的粘合剂层。
然而，对于第一种方法，其中粘合剂中具有紫外吸收层，形成层状结构的过程很复杂。对于第二种方法，其中聚酯膜基底能够吸收紫外线，应选择能够吸收紫外线的聚酯膜，而控制紫外线吸收性能是不容易的。
本发明不仅限于用于PDP的材料，也可适用于各种光学材料，因为在许多情况下，用于光学目的的组合物并不耐用，并且当暴露于热、直射的日光光线或水分时可能不能正常运作。对于UV吸收剂，有可能出现可能会失去紫外线吸收性能的情况，这取决于硬涂层树脂的硬化类型。硬涂层树脂不能保持足够硬度的情况可能会发生，这取决于硬化的条件不能满足需要的特性。
此外，由于近年来PDP市场的急剧增长，对于在PDP中使用的滤光器的光学特性和耐久性的要求也日趋更加严格。
发明内容
本发明的构想用于解决上述问题。本发明的目的是要提供用于形成硬涂布层的组合物、具有该组合物的硬涂布膜以及包含该硬涂布膜的抗反射膜，籍此，通过将通常赋予粘合剂层或基底膜的功能赋予硬涂布层，以便对内部组分防护紫外线，可以用比常规方式更为简单的方式获得所需的紫外线透射率水平。
以下的说明书描述本发明的优选实施方案，从中可以更加显而易见本发明的上述及其它目标和优点。
在本发明为了实现本发明上述目标的第一方面中，根据为了实现上述目标的本发明第一方面，用于形成硬涂布层的组合物的特征在于，基于组合物的总重量，其包含(a)35至50重量％的二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)、(b)35至40重量％的二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)、(c)3至10重量％的N-乙烯基吡咯烷酮、(d)9至50重量％的多异氰酸酯和(e)1至5重量％的UV吸收剂。
优选的是，组合物的特征在于，在根据本发明的组合物中，UV吸收剂为羟苯基苯并三唑类的，是辛基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑或2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚)。
优选的是，用于形成本发明的硬涂布层的组合物，其特征在于，在380nm下其UV透射率为5％或更低。
在根据本发明第二方面包含基底膜和硬涂布层的硬涂布膜中，硬涂布膜的特征在于，硬涂布层是以用于形成本发明硬涂布层的组合物形成的。
优选的是，根据本发明的硬涂布膜的特征在于，基底膜由聚酯基底膜制成，在400至800nm下的光透射率为40％至99.5％，雾度值为0.1％至5％。
优选的是，根据本发明的硬涂布膜的特征在于，聚酯基底膜厚度为10至500μm，硬涂布层厚度为0.1至30μm。
在根据本发明第三方面的抗反射(AR)膜中，AR膜的特征在于，其包含按顺序施加到硬涂布层上的高折射率层(B)和低折射率层(A)。
优选的是，根据本发明的AR膜的特征在于，AR膜在400至700nm的表面反射光谱是这样的，(1)最低反射率0至0.6％，(2)其400nm的反射率为0至3.5％，和(3)其700nm的反射率为0至3％。
优选的是，根据本发明的AR膜的特征在于，高折射率层(B)和低折射率层(A)各自的折射率与厚度之积为目标光线(通常是可见光线)波长的1/4。
优选的是，根据本发明的AR膜的特征在于，高折射率层(B)的厚度为0.01至1.0μm，低折射率层(A)的厚度为0.01至1.0μm。
优选的是，根据本发明的AR膜的特征在于，基于固体含量比例而言，低折射率层(A)的配置比例组成为0.2至0.4的硅烷偶联剂、0.2至0.4的具有烷氧基甲硅烷基的氟树脂、和0.2至0.6的二氧化硅粒子，而对于高折射率层(B)的组分而言，粘结剂组分(a)与金属化合物粒子(b)的重量比[(a)/(b)]为10/90至30/70。
优选的是，本发明的特征在于，进一步包含粘合剂层，所述粘合剂层施加在聚酯基底膜的一侧上，且包含诸如颜料或染料的着色物质，所述聚酯基底膜的另一侧上提供有硬涂布层。
此外，本发明特征在于这样的一种材料，其能够控制光学特性，包含染料或颜料等，其被施加到聚酯基底膜的一侧上，而聚酯基底膜的另一侧上施加有硬涂布层。
附图说明
从下文参考附图说明的本发明优选实施方案的详细描述中，本发明的特征及优点将对本领域技术人员变得显而易见，其中：
图1为包含根据本发明的硬涂布膜的抗反射膜的截面图。
具体实施方案
下文将参考本发明的实施方案及附图对本发明进行更为详细的描述。
本领域的技术人员显而易见的是，这些实施方案旨在更详细地说明本发明，本发明的范围不应受到这些实施方案的限制。
如以上关于现有技术所述，如果粘合剂包含UV吸收层，则形成层状结构的过程很复杂。如果聚酯膜基底能够吸收紫外线的话，应该使用能够吸收紫外线的特定聚酯膜，而且也不容易控制UV吸收的程度。因此，在本发明中，通过用于形成能吸收UV线的硬涂布层的组合物来保护用于色彩校正的材料，例如PDP滤光器中的颜料或染料，使用用于形成硬涂布层的组合物是为了实现抗反射性能，这种性能被赋予到PDP滤光器结构的最外侧上。尤其是在使用多层光学膜的情况下，更需要这种功能。
对用于形成本发明的硬涂布层的组合物而言，用于该组合物的基底膜优选为熔铸或液铸膜。尤其是，基底膜是聚酯、聚烯烃、聚酰胺、聚苯硫醚、醋酸酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂等。尤其最优选的是由热塑性树脂制成的膜，在透明度、机械强度、尺寸稳定性等方面是非常好的。为了将膜用于显示装置，优选其光透射率高和雾度值低。因此，优选的是由选自聚酯、醋酸酯和丙烯酸树脂的一种或多种类型树脂制成的膜。考虑到透明度、雾度值和机械性能，优选使用由聚酯制成的膜。基底膜在400至800nm的光透射率优选为40％或更大，更优选为60％或更大。此外，基底膜的雾度值优选为5％或更低，更优选为3％或更低。当上述两条件均满足时，该基底膜当用作显示装置的元件时，在清晰度方面是更优选的。实用的范围是99.5％左右的光透射率上限和0.1％左右的雾度值下限。
对于形成根据本发明的硬涂布层的组合物的基底膜来说，用作该基底膜材料的聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丙二醇酯等。
用在本发明中的基底膜可以为两层或多层的层状结构的复合膜。代表性的复合膜是在内层基本不含粒子但在表面层具有粒子的那些、在内层有粗粒子而在表面层有细粒子的那些、以及在其内层包含微泡的那些，等等。对于复合膜来说，分别组成内部层和表面层的聚合物可以是化学不同类型或相同类型。
用在本发明中的基底膜的厚度，是根据本发明硬涂布膜的用途而适当选择的，但从机械强度或易处理等方面考虑，优选为10至500μm，更优选为20至300μm。
本发明中的基底膜可以包含任何添加剂、树脂组合物、交联剂等，条件是发明的效果不受影响。
用于形成本发明的硬涂布层的组合物，在基底膜的至少一侧沉积成硬涂布层。在本发明中，硬涂布层的硬度高于基底膜的硬度。对于本发明中的硬涂布层，实际上优选的是，在本申请中规定的铅笔硬度为2H或更高，或者在本申请中规定的钢丝绵强度为2kg/cm2或更大。
为了提高粘聚性，通常在基底膜和硬涂布层之间形成粘附加强层。然而，如果形成了粘附加强层，可能会引起光的干涉，导致更大的反射率平均波纹振幅(riffle amplitude)。因此，在本发明中，优选直接将硬涂布膜的硬涂布层沉积到基底膜上。这种硬涂布层可以是丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂、有机硅酸酯化合物、硅树脂或金属氧化物等。尤其是为了所需的硬度和耐久性，优选选择硅树脂和丙烯酸树脂。此外，为了所需的硬化性、柔韧性及产率，优选丙烯酸树脂，特别是光化射线可固化的丙烯酸树脂或热固性丙烯酸树脂。
在本文中，光化射线可固化的丙烯酸树脂或热固性丙烯酸树脂是包含多官能丙烯酸酯、丙烯酸低聚物(olygomer)作为聚合硬化组分或活性稀释剂的化合物。此外，根据需要，该化合物可以包含光引发剂、光敏剂、热聚合引发剂或调节剂等。在丙烯酸低聚物中，反应性丙烯酸基偶联至丙烯酸树脂框架上，示例性的丙烯酸低聚物为聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯等。可以使用其中丙烯酸基偶联至诸如三聚氰胺或异氰尿酸等的稳固框架上的丙烯酸低聚物。
此外，反应性稀释剂充当涂布过程中的溶剂，作为涂布剂的介质，而稀释剂本身具有对将作为膜共聚组分的单官能或多官能丙烯酸低聚物具有活性的基团。对于形成根据本发明的硬涂布层的组合物来说，构成该组合物的丙烯酸化合物的例子为一种或多种类型的单体和预聚物的混合物，所述的单体和预聚物在一个分子中具有3个或更多个、更优选4个或更多个、还更优选5个或更多个(甲基)丙烯酰氧基，而一种或多种类型的单体在一个分子中具有1个或2个烯属不饱和双键。在本发明中优选使用的是采用该混合物作为上述主要组分制备的硬涂布层，该层是依靠光化射线硬化或热固化获得的，因为该层在硬度、耐磨性和柔韧性方面是非常良好的。如果存在太多(甲基)丙烯酰氧基的话，单体将是高度粘性的，因此它们将很难处理。单体还具有高分子量，从而很难把它们用作涂布液体。因此，优选在一个分子中，(甲基)丙烯酰氧基的数目为10个或更多。在本发明中，术语‘…(甲基)丙烯酰…’指的是…丙烯酰…或…甲基丙烯酰…的简略表示。在一个分子中具有3个或更多个(甲基)丙烯酰氧基的示例性单体和预聚物是这样的化合物，其中在一个分子中具有3个或多个醇羟基的多羟基醇以(甲基)丙烯酸的3个或多个酯的形式存在。
单体和预聚物的具体例子是季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯聚氨酯预聚物、季戊四醇三丙烯酸酯、甲苯二异氰酸酯聚氨酯预聚物、季戊四醇三丙烯酸酯异佛尔酮二异氰酸酯聚氨酯预聚物等。上述单体和预聚物可以单独或者以其两种或多种类型的组合使用。特别是，在它们之中具有一个或多个羟基的多官能丙烯酸酯化合物通过组合使用(添加)下面将要描述的异氰酸酯，可以改善硬涂布层与基底膜之间的粘合性，因而该化合物是特别优选的。基于硬涂布层的组分总量(除了UV吸收剂之外的硬涂布层的组合物总重量)而言，在一个分子中具有3个或多个(甲基)丙烯酰氧基的单体与预聚物的比例优选为20至90重量％，更优选为30至80重量％，最优选为30至70重量％。如果单体与预聚物的比例低于20重量％，则有时难以获得具有令人满意的耐磨性能的硬化膜。高于90重量％的比例可能会不利地导致硬化时的大量收缩，所得到的硬化膜发生变形或柔韧性降低，或者对硬化膜产生大量的翘曲。
在它们当中，基于形成硬涂布层的组合物总量而言，具有一个或多个羟基的多官能丙烯酸酯化合物的比例优选为10至80重量％，更优选为20至70重量％，最优选为30至60重量％。10重量％以下的比例导致改善硬涂布层与基底膜之间粘合性的效果较小。80重量％以上的比例则可能会导致硬涂布层中交联密度降低，硬度也降低。
此外，在本说明书中，对于形成本发明硬涂布层的组合物的重量％的表示，原则上是以反应产物的成品硬涂布层为基础计算的，该成品硬涂布层是当硬化反应完成并生成层时得到的。
其次，在一个分子中具有一个或两个烯属不饱和双键的单体并不局限于特定的类型，只要它们是自由基聚合的一般单体即可。
此外，在一个分子中具有2个烯属不饱和双键的化合物的例子为(甲基)丙烯酸酯等。
在一个分子中具有一个烯属不饱和双键的化合物的例子是，(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正-和异-丙酯、(甲基)丙烯酸正-、仲-和叔-丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酰酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、N-羟乙基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基-3-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基-5-甲基吡咯烷酮等。单体可以单独或者以其两种或多种类型的组合使用。
基于形成硬涂布层的组合物总量而言，在一个分子中具有1或2个烯属不饱和双键的单体的比例优选为10至50重量％，更优选为20至40重量％。如果单体的比例为50重量％以上，则可能难以获得充分耐磨的硬化膜。10重量％以下的单体比例则可能会导致所得膜的柔韧性降低或者与基底膜上形成的层压膜的粘合性降低。
在本发明中，对形成硬涂布层的组合物进行硬化可以通过UV照射作为光化射线或通过加热等的方式实现。当应用上述的硬化方法时，优选将光聚合引发剂或热聚合引发剂加入到形成硬涂布层的组合物中。
光聚合引发剂可以单独或者以其两种或多种类型的组合使用。
热聚合引发剂的例子为过氧化物化合物，如过氧化苯甲酰或二叔丁基过氧化物等。
基于100重量份用于形成硬涂布层的组合物而言，光聚合引发剂或热聚合引发剂的合适量为0.01至10重量份。如果电子射线或γ射线用于硬化的话，则并非总是需要添加聚合引发剂。
在本发明中，需要向组合物中加入UV吸收剂，从而使之能够吸收UV射线。在这种情况下，当将UV射线的照射应用于使用光聚合引发剂的硬化时，会发生UV吸收剂的形变。因此，在本发明中，热聚合引发剂是更优选的。在高于220℃的高温的热固化情况下，并不总是需要添加热聚合引发剂。
对于本发明使用的形成硬涂布层的组合物来说，理想的是添加抗热聚合剂，如氢醌、氢醌单甲醚或2，5-叔丁基氢醌等，以便防止生产中的热聚合或存放时的暗反应。基于形成硬涂布层的组合物总重量而言，抗热聚合剂的量优选为0.005至0.05重量％。
优选的是，在本发明中形成硬涂布层的组合物包含多异氰酸酯化合物。用于形成硬涂布层的组合物中的多异氰酸酯化合物可以无需任何底涂层而将硬涂布层与基底膜粘结。多异氰酸酯化合物的例子至少是二聚物，例如2，4-和/或2，6-亚甲代苯基二异氰酸酯、4，4′-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、聚合MDI、1，5-萘二异氰酸酯、联甲苯胺(tolydin)二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯(XDI)、氢化XDI、氢化MDI、赖氨酸二异氰酸酯、三苯甲烷三异氰酸酯、三(异氰酸酯苯基)硫代磷酸酯等。上述多异氰酸酯化合物可以单独或者以其两种或多种类型的组合使用。尤其是，考虑到粘合性、光着色和表面硬度，优选具有下面化学式1、2或3所示结构的脂族多异氰酸酯化合物或由此衍生的化合物。
化学式1
Figure A200810003196D00141
化学式2
Figure A200810003196D00142
化学式3
Figure A200810003196D00143
(上面的化学式中，R1至R8代表具有1至20个碳的脂族亚烷基)。
将上述多异氰酸酯化合物和/或其衍生物与上述用于形成硬涂布层的组合物混合，然后施加到基底膜上。从粘合剂、表面硬度、耐热和耐湿性以及减少虹现象(涂层缺陷，凸出引起的运动模糊型缺陷)的方面考虑，待混合的多异氰酸酯化合物和/或其衍生物的量，基于形成硬涂布层的组合物，优选为9至50重量％，更优选为1至30重量％，还更优选为3至20重量％。如果待混合的化合物的量在9重量％以下，则改善粘合性的效果不充分，或者虹现象减少得不充分。如果待混合的化合物的量超过50重量％，表面硬度可能会降低。
对于其中添加了多异氰酸酯的用于形成硬涂布层的组合物，优选使用有机金属催化剂来提高其硬化效率。
有机金属催化剂并不局限于特定的类型，可以为选自有机锡化合物、有机铝化合物、有机4A族元素(钛、锆或铪)的化合物等中的一种。然而，考虑到安全性，优选选自有机锆化合物、有机铝化合物和有机钛化合物，它们是非锡金属催化剂。在本发明中，基于组合物的总重量而言，有机金属催化剂在形成硬涂布层的组合物中的使用量优选为0.001至10重量％，更优选为0.01至5重量％，还更优选为0.01至2重量％。如果该量小于0.001重量％，则所添加的催化剂的效果低，而从经济效益方面考虑，该量大于10重量％则是不可取的。
优选该组合物按需要包含10至80重量％的具有至少一个羟基的多官能丙烯酸酯、1至30重量％的异氰酸酯化合物、和0.001至10重量％的有机金属催化剂。必要的话，可以添加50重量％的具有1或2个烯属不饱和键的单体。
对于本发明中所述的硬涂布层而言，可以进一步混以任何的添加剂，条件是其不会不利地影响本发明的效果。
作为施加用来形成本发明硬涂布层的组合物的方法，可以采用多种涂布方式，例如，逆转涂布、凹版涂布、刮棒涂布、杆式涂布、模压涂布、喷涂等。
用于本发明中的光化射线可以是UV射线、诸如电子射线的电磁波以及用于使丙烯酸乙烯基聚合的辐射(α、β或γ射线等)的一种。在实践中，就简易性而言优选紫外线。本发明中热固化所需的热可通过下述方式得到：在基底或具有狭缝喷嘴的涂布膜上，在由蒸汽加热器、电加热器、红外线加热器或远红外线加热器加热所致的高于140℃的温度下，喷射或接触空气或惰性气体。加热到高于200℃的空气是优选的，氮加热至高于200℃的热度是更优选的，因为其固化速度快。
对于形成根据本发明的硬涂布层的组合物来说，其硬涂布层的厚度可以根据其用途来确定，但通常优选0.1至30μm，更优选1至15μm。如果硬涂布层薄于0.1μm，则所得的膜即使已完全硬化也是太薄了。因此，由于其表面硬度不够，可能受到损伤。如果硬涂布层厚于30μm，则硬化膜有可能由于弯曲等产生的应力产生裂缝。
在不会不利地影响到本发明效果的程度上，可以在硬涂布层的最外层上形成诸如某种图案等的印制层。
所得到的硬涂布膜可以按任何已知的方式与任何类型的功能膜进行粘结，在其另一侧上，可以层压粘合剂层，或者可以形成导电层。
例如，在本发明的硬涂布膜上，可以使用任何类型的粘合剂，将任何材料与形成硬涂布层的相反侧进行粘结，其中所述材料可以制成为具有硬涂布层的功能，例如具有耐磨性、耐损性等。用于这种情况中的粘合剂不限于特定的类型，只要能通过其粘合作用粘结两个层即可，可以为橡胶系、丙烯酸系、硅系或聚乙烯醚系等构成的任何粘合剂。为了使粘合剂具有功能性，可以将诸如颜料或染料的材料添加到粘合剂中。
对于形成根据本发明的硬涂布层的组合物，在由其构成的硬涂布层中使用的紫外吸收剂(UV吸收剂)是用于吸收UV范围的380nm或以下的光。当波长在380nm以下的光线入射到PDP滤光器上时，它会使用于色彩调整的颜料或着色剂的内部组分发生转化，因此会降低PDP的耐久性。如果不选择合适的紫外吸收剂解决这种问题，则总透射率会降低，或雾度会增大，从而使PDP作为固有显示装置的功能降低。如果380nm以上范围的透射率降低，则可见光可能受损，从而降低色彩再现性，由此又会降低产品质量。在这种情况下，如果显示出透射率高于5％，则不可能很好地保护内部组分。为了解决这种问题，通过紫外吸收剂使得合适的透射率优选低于7％，更优选低于5％，以便保护内部组分并实现选择性透射率在适当范围内的目的。在这种情况下所采用的稳定化机制可分为以下两种类型。第一种机制为抑制引发光解的方法，这是通过阻断紫外能量，或者选择性吸收紫外能量，再以对聚合物材料无害的不同类型能量的形式放出，或者通过抑制活化聚合物的发色团而实现，抑制作用是通过光阻剂、紫外吸收剂等实现的。第二种机制是抑制光解增长反应的方法，这是通过与光解中的自由基或过氧化物的反应和通过分解过氧化物来延缓自由基的生成而实现，这种情况下的抑制作用是通过自由基清除剂、过氧化物分解剂、受阻胺稳定剂等实现的。
用于形成根据本发明的硬涂布层的组合物中的紫外吸收剂优选为羟苯基苯并三唑类，例如，辛基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑或2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚。
一般来说，紫外稳定剂(紫外吸收剂)的例子包括属于羟基二苯甲酮、羟苯基苯并三唑以及间苯二酚单苯甲酸酯、水杨酸酯、羟基苯甲酸酯、甲脒等的那些。
羟基二苯甲酮紫外稳定剂与树脂的相容性好，使用广泛，但与羟苯基苯并三唑紫外稳定剂相比，在340nm或以上的波长范围内的紫外吸收性能低。羟苯基苯并三唑紫外稳定剂在宽范围内显示其吸收性能，一般用于无色和高等级的产品中。
与去除上述的能量源不同，捕获自由基是通过束缚作为氧化介质的自由基来进行的。捕获自由基的示例性紫外稳定剂为受阻胺(HALS)。受阻胺紫外稳定剂易于氧化，然后转化成硝酰自由基，并由此通过与聚合物自由基的反应产生羟胺醚。与紫外吸收剂不同，受阻胺紫外稳定剂显示出优异的表面保护作用，由于其可应用于具有薄截面的产品，因此日益需要开发其特级品。此外，可以使用如公布的美国专利4,446,262中披露的紫外稳定剂，该专利中描述了具有两个碳原子构成芳核及亚氨酯环的一部分的环状亚氨酯化合物。据报导亚氨酯紫外稳定剂显示出良好的热稳定性及氧化稳定性。
从下文中叙述的实验(评价)结果来看，随着紫外吸收剂的量的增加，难以保持理想的外观品质，本发明者可以看到，根据紫外吸收剂的类型，定量选择(组成比例的选择)是重要的。当随机选择一般的压敏粘合剂和上述的紫外吸收剂时，可见度发生恶化，难以实现选择性的透射率。为了解决这种缺点，根据本发明来确定紫外吸收剂及定量选择，用以制备具有稳定及选择性的透射率且透明度和可见度好的硬涂层组合物，其中在380nm或以下的波长范围内，透射率为5％或更低。可以广泛应用根据本发明如此制备的能吸收紫外线的硬涂布膜，因为其达到了良好的产率，具有高表面硬度和良好的耐磨性，实现了基底膜与硬涂布层之间的良好粘合，可以对内部组分防护外部的紫外线，这在于其在380nm的紫外线透射率为5％或更低。尤其是，根据本发明的硬涂布膜适合于抗反射膜、触摸屏、玻璃帖膜和亮屏等的基底。
根据本发明的硬涂布膜的雾度为6％或更低，优选为3％或更低，最优选为1％或更低。如果其雾度高于6％，则当膜用于亮屏、触摸屏等时，显示的图像可能不够清晰。
根据本发明的硬涂布膜的表面反射率为6％或更低，优选为5.5％或更低。较低的表面反射率是更优选的。如果表面反射率高于6％，则会反射阳光或荧光等，从而降低视觉识别度，从而当膜用于亮屏、触摸屏等时，观者可能会体验到不愉快的视觉效果。
现在将特别描述用于PDP的抗反射(AR)膜，该AR膜为本发明采用本发明的硬涂布膜的另一实施方案。
通过在基底膜的至少一侧上按顺序层压硬涂布层、高折射率层和低折射率层，来制备根据本发明的抗反射膜。抗反射膜在400至700nm波长的表面反射光谱满足所有的以下三个条件：(1)最低反射率为0.6％或更低，(2)400nm的反射率为3.5％或更低，和(3)700nm的反射率为3％或更低。如果最低反射率高于0.6％，则不是优选的，因为膜的抗反射性不足。如果400nm的反射率高于3.5％，则不是优选的，因为反射光呈现蓝色调。如果700nm的反射率高于3％，同样不是优选的，因为反射光呈现红色调。优选最低反射率为0.5％或更低。还优选400nm的反射率为3.0％或更低，更优选为2.5％或更低。700nm的反射率优选为2.5％或更低，更优选为2.0％或更低。
本发明的抗反射膜的层状结构例示于图1。优选示于图1中的高折射率层B和低折射率层A各自的厚度与折射率之积为目标光线(通常是可见光线)波长的1/4。因此，对于高折射率层B和低折射率层A优选的是，每层的折射率n与厚度d乘积的四倍得到的值其范围是400至700nm。对于高折射率层B和低折射率层A，还优选的是，厚度在满足下述方程1的范围之内，所述方程1叙述的是层A和B的折射率n与厚度d之间的关系。这是因为由此可以使400至700nm波长的表面反射光谱的最低反射率为0.6％或更低，400nm的反射率为3.5％或更低，700nm的反射率为3％或更低。
[方程1]
n·d＝λ/4
(其中380nm≤λ≤780nm处于可见光的波长范围)。
为了使本发明的层压膜是低反射率的，优选高折射率层B的厚度为0.01至1.0μm，更优选为0.06至0.12μm。低折射率层A的厚度优选为0.01至1.0μm，更优选为0.07至0.12μm。当高折射率层B和低折射率层A的厚度处于上面规定的范围时，有可能满足上述方程1，且在低折射率层A侧上的膜的表面反射率为低反射率。
优选的是，为达到理想的反射率和表面硬度等的光学特性，按照固体含量比例而言，低折射率层A的配置比例为0.2至0.4的硅烷偶联剂、0.2至0.4的具有烷氧基甲硅烷基的氟树脂、和0.2至0.6的二氧化硅粒子。为了耐损性和抗污性，涂布膜表面上原子F与Si的原子比F/Si为0.5至5.0，优选为0.7至3.0。高折射率层B的示例性配置中可以包含粘结剂组分(a)类，但优选具有金属化合物粒子(b)，用以产生所得抗反射膜的抗静电表面。
为了进一步提高本发明的高折射率层B中组分的导电性，可以进一步包含导电聚合物如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等，以及有机金属化合物如金属醇化物、螯合化合物等。
当形成本发明中的高折射率层B时，可以使用引发剂以促进涂布的粘结剂组分的硬化。引发剂用于通过自由基反应、阴离子反应、阳离子反应等方式，引发或促进涂布的粘结剂组分的聚合和/或交联，并可以是常规已知的光引发剂，例如噻吨酮衍生物、偶氮化合物、重氮化合物、芳族羰基化合物、二烷基氨基苯甲酸酯、过氧化物、吖啶衍生物、吩嗪衍生物、喹喔啉衍生物等。
在本发明中，高折射率层B的组分的混合比例优选粘结剂组分(a)与金属化合物粒子(b)的重量比[(a)/(b)]为10/90至30/70，更优选15/85至25/75。当金属化合物粒子(b)的量处于该优选的范围中时，所得到的膜足够的透明，并显示出理想的导电性，且所得膜的物理及化学强度没有恶化。
借助于本发明的高折射率层B可以获得理想水平的抗静电性能。
在本发明中，高折射率层B优选可以这样形成，即调节分散在溶剂中的涂布液体，将液体涂布到硬涂布层C上，然后使之干燥以固化涂布层。
将在形成本发明的高折射率层B中使用的溶剂混合，用以改善涂布或印刷的可操作性，也用以提高金属化合物粒子的分散性，只要能够溶解粘结剂组分(a)的话，该溶剂可以为任何已知的常规溶剂。
对于硬涂布层C，在以能够吸收UV射线的硬涂布剂作为其主材料的粘合剂层E中，可以包含着色材料。通过混合例如颜料或染料的着色材料，可以容易地获得所需的物理性能。如果包含着色材料的话，优选所得到的膜作为层压膜在550nm的光透射率介于40至80％之间。
由于具有高表面硬度和耐磨性，本发明的抗反射膜可以被广泛地应用。其示例性的用途为用于薄膜开关、曲面镜、后视镜、护目镜、窗玻璃、海报、广告板、亮屏或仪表的罩、各种商业显示装置等的表面膜。
本发明也适用于显示装置的光学膜，其中对显示装置的光学材料提供能吸收UV射线的上述硬涂布层，以及对显示装置提供光学膜。
尤其是对于诸如液晶显示器、等离子体显示板、电致发光显示器、CRT、便携式显示助理等的图像显示元件，可以将硬涂布层用粘合剂层附着在其显示屏上和/或前面板的表面上，利用所得到的膜作为显示装置。
在下文中将通过实施方案及比较例对本发明进行更详细的描述。
实施例
在本发明的实施方案1至7中，使用下表1至2中所示的用于形成硬涂布层的以下组合物1至7。
比较例
在本发明比较例1至9中，使用下表1至2中所示的用于形成硬涂布层的以下组合物8至16。
在本发明的实施方案和比较例中使用的组合物的组成比例示于下表1中。
  表1
 
DPHA重量％ DPPA重量％ NVA重量％ 多异氰酸酯重量％ 有机金属催化剂 有机金属催化剂重量％   NMP重量％ UV吸收剂 UV吸收剂重量％
组合物1 22.19 19.70 2.44 4.922 锆 0.498 49.25 UV吸收剂1 1.00
组合物2 22.19 19.70 2.44 4.922 铝 0.498 49.25 UV吸收剂2 1.00
组合物3 22.08 19.60 2.43 4.895 锆 0.495 49.01 UV吸收剂1 1.49
组合物4 21.15 18.80 2.34 9.305 锆 0.005 46.99 UV吸收剂2 1.41
组合物5 22.02 18.91 2.22 10.585 锆 0.445 44.04 UV吸收剂1 1.78
组合物6 21.97 19.51 2.41 4.877 锆 0.493 48.77 UV吸收剂2 1.97
组合物7 43.30 38.45 4.76 9.609 锆 0.971 0.00 UV吸收剂5 2.91
组合物8 46.99 41.75 5.24 2.042 锆 1.068 0.00 UV吸收剂3 2.91
组合物9 43.30 38.45 4.76 9.609 铝 0.971 0.00 UV吸收剂4 2.91
 
组合物10 43.30 38.45 4.76 9.609 锆 0.971 0.00 UV吸收剂5 2.91
组合物11 47.60 41.59 6.01 0.000 锆 1.190 0.00 UV吸收剂1 3.61
组合物12 56.91 37.98 0.00 0.000 锆 1.270 0.00 UV吸收剂2 3.84
组合物13 9.71 77.65 0.00 9.700 锆 0.980 0.00 UV吸收剂3 1.96
组合物14 72.75 14.61 0.00 9.700 锆 0.980 0.00 UV吸收剂4 1.96
组合物15 45.65 43.48 0.00 0.004 锆 8.696 0.00 UV吸收剂5 2.17
组合物16 46.90 41.66 5.24 0.477 锆 0.953 0.00 UV吸收剂5 4.77
以下适用于上表：
DPHA：二季戊四醇六丙烯酸酯；
DPPA：二季戊四醇五丙烯酸酯；
NVA：N-乙烯基吡咯烷酮，和
NMP：N-甲基-2-吡咯烷酮。
上述表1中所用的UV吸收剂的类型示于下表2中。
表2
 
类别 UB 吸收剂
UV 吸收剂1 辛基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯
UV 吸收剂2 2-(2羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑
UV 吸收剂3 2-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)-6-(1，1-二甲基乙基)-4-甲基-苯酚
UV 吸收剂4 2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-(1-甲基-1-苯乙基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚
UV 吸收剂5 2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚
[实验例]
首先，根据上述实施方案和比较例制备组合物，然后进行湿涂布，使得在100μm PET膜上干燥之后的厚度为6μm，从而可以施加粘合剂。将所得到的膜在220℃的热处理区中热处理12秒，使它们干燥完全，然后按照下述的实验例测量各自的物理性质。
1.划格(Cross cut)
在室温(23℃，相对湿度65％RH)下，在硬涂布膜样品的硬涂布层上划出100个尺寸为1mm2的划格，分别在其上施加透明胶带片(购自Nichiban Co.，Ltd.)。采用19.6N的负载使橡胶辊运行3次以按压和固定胶带。随后，将胶带在90°的方向上取下，分别依照硬涂布层上所剩下的划格数目进行4阶的评价(A：100，B：80至99，C：50至79，D：0至49)。A和B的情况评为粘合性良好。
2.钢丝绒
将样品在室温(23℃，相对湿度65％RH)下放置24小时。当分别改变硬涂布层表面上的负载时，对于每一负载，用一片#0000钢丝绒磨擦样品表面10次(速度10cm/s)。然后测量每个样品耐损伤(无损伤)时的最大负载。在实践中，2kg/cm2被认为是良好的水平，可以通过测试。
3.铅笔硬度
用HEIDON(购自Shintokagakusa Co.)按照JIS K-5400进行测定。2H或更高的硬度被认为是通过测试。
4.透射率和雾度
所有样品的透射率和雾度用雾度计(NDH-300A)进行测量。
5.评价UV特性
为了评价所有样品在380nm或以下的范围中的UV特性，用UV可见分光计(Shimadzu，日本)测量380nm或以下的范围内的透射率。
6.用于参考的光学性质
当聚酯膜在层压中用作基底时，利用基底的光学性质作为可见光透过率、雾度及380nm透射率方面的代表值。所述值示于下表3中。
 表3
 
基底 可见光透过率(％) 雾度 380nm的透射率(％)
PET 89.0 0.8 55
根据实验例对各实施方案和比较例的评价结果示于下表4中。
表4
 
组合物 划格 钢丝绒(kg/cm2) 铅笔硬度 总透过率(％) 雾度(％) UV透射率(％，380nm)
实施方案1 组合物1 A 3 3H 90.62 0.6 2.12
实施方案2 组合物2 A 3 3H 90.48 0.8 2.87
实施方案3 组合物3 A 3 3H 90.32 0.7 1.42
实施方案4 组合物4 A 4 3H 90.72 0.8 2.02
实施方案5 组合物5 A 4 3H 91.12 0.8 0.78
实施方案6 组合物6 A 3 3H 90.32 0.8 1.04
实施方案7 组合物7 A 3 3H 90.89 0.8 1.54
比较例1 组合物8 B 4 3H 90.12 0.8 1.41
比较例2 组合物9 A 3 3H 90.34 1.4 10.53
比较例3 组合物10 A 3 3H 88.27 1.2 17.53
比较例4 组合物11 C 3 3H 90.35 0.8 0.56
比较例5 组合物12 C 3 3H 90.23 0.8 0.78
比较例6 组合物13 A 3 3H 90.52 0.8 21.5
比较例7 组合物14 B 4 3H 90.34 1.2 8.5
比较例8 组合物15 C 3 3H 90.23 1.1 2.3
比较例9 组合物16 D 3 3H 90.53 1.4 7.5
由上表4中可见，用于形成本发明硬涂布层的组合物的实施方案1至7可以达到理想的划格数目、钢丝绒及铅笔硬度，其中使用了适量的异氰酸酯硬化剂。采用UV吸收剂1和2，还可获得适当水平的UV透射率及总透过率。
相反，取决于异氰酸酯的量，比较例1显示出较少数目的划格，因此没有达到理想的粘合性。取决于UV吸收剂的类型，比较例2和3没有显示出足够的UV吸收度，导致UV透射率高。比较例4和5显示出了足够的UV吸收度，但没有达到充分的固化，导致所剩划格的数目明显较少。取决于UV吸收剂的类型及数量，比较例6和7没有显示出充分的UV吸收度，导致UV透射率高。比较例8达到了充分的UV吸收度，但显示所剩的划格数目较少，而比较例9显示出UV吸收度低且所剩划格数目较少。
上述实施方案仅旨在例示本发明，并非限制本发明由所附权利要求所述的范围。考虑到上述本发明的实验结果是在实验室中获得的，本领域的技术人员可以预计到，与本发明的实验结果相比，在实际过程中，根据本发明的产品能够显示出更为改善的外观。
根据本发明，用于形成硬涂布层的组合物、采用该组合物的硬涂布膜以及包括该硬涂布膜的抗反射膜具有这样的效果，其为了对内部组分防护UV射线，通过具有通常被赋予给粘合剂层或基底膜的功能的硬涂布层，有可能以比常规方式更为简单的方式获得所需水平的UV透射率。即，可以采用与常规方式不同的方法，将用在PDP前侧上的滤光器应用到抗反射膜上，其中层压了多层膜，或者聚酯膜被赋予UV吸收性能。根据本发明，从而可以易于控制膜的UV吸收度。
从前述内容的描述中，本领域的技术人员显而易见的是，在不偏离本发明的实质内涵和范围的情况下可以做出各种修改和变化。本发明寓于各自和每一新颖的特有特征和这些特征的各自和每一组合之中。权利要求中的标号不限制这些权利要求的保护范围。使用动词“包含”及其动词变化形式并不排除权利要求所述之外的要素的存在。在要素之前使用的冠词“一”或“一个”并不排除多个这类要素的存在。

Claims (13)

1.用于形成硬涂布层的组合物，其特征在于，基于组合物的总重量，该组合物包括：
(a)35至50重量％的二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)；
(b)35至40重量％的二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)；
(c)3至10重量％的N-乙烯基吡咯烷酮；
(d)9至50重量％的多异氰酸酯；和
(e)1至5重量％的UV吸收剂。
2.权利要求1中所述的组合物，其特征在于，所述UV吸收剂是羟苯基苯并三唑类，其为例如辛基-3-[3-叔丁基-4-羟基-5-(5-氯-2H-苯并三唑-2-基)苯基]丙酸酯、2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑或2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚。
3.权利要求1中所述的组合物，其特征在于，用于形成硬涂布层的该组合物在380nm下的UV透射率为5％或更低。
4.包含基底膜和硬涂布层的硬涂布膜，其特征在于，硬涂布层是采用权利要求1中所述的用于形成硬涂布层的组合物形成的。
5.权利要求4中所述的硬涂布膜，其特征在于，基底膜是聚酯膜，其在400至800nm下的光透射率为40％至99.5％，其雾度为0.1％至5％。
6.权利要求5中所述的硬涂布膜，其特征在于，聚酯基底膜厚度为10至500μm，硬涂布层厚度为0.1至30μm。
7.包含权利要求4至6中任一项所述的硬涂布膜的抗反射膜，其特征在于，该抗反射(AR)膜包含按顺序施加到硬涂布层上的高折射率层(B)和低折射率层(A)。
8.权利要求7中所述的抗反射膜，其特征在于，
(1)该AR膜在400至700nm的表面反射光谱的最低反射率为0至0.6％，
(2)其在400nm的反射率为0至3.5％，和
(3)其在700nm的反射率为0至3％。
9.权利要求7中所述的抗反射膜，其特征在于，高折射率层(B)和低折射率层(A)各自的折射率与厚度之积分别为目标光线(通常是可见光线)波长的1/4。
10.权利要求7中所述的抗反射膜，其特征在于，高折射率层(B)的厚度为0.01至1.0μm，低折射率层(A)的厚度为0.01至1.0μm。
11.权利要求7中所述的抗反射膜，其特征在于，基于固体含量比例，低折射率层(A)的配置比例为0.2至0.4的硅烷偶联剂、0.2至0.4的具有烷氧基甲硅烷基的氟树脂和0.2至0.6的二氧化硅粒子，对于高折射率层(B)的组分而言，粘结剂组分(a)与金属化合物粒子(b)的重量比[(a)/(b)]为10/90至30/70。
12.权利要求7中所述的抗反射膜，其特征在于，进一步包含粘合剂层，所述粘合剂层施加在聚酯基底膜的一侧上，且包含诸如颜料或染料的着色剂，所述聚酯基底膜的另一侧上提供有硬涂布层。
13.一种能够控制光学特性的材料，其被施加到聚酯基底膜的一侧上，在聚酯基底膜的另一侧上施加有权利要求4中所述的硬涂布层，所述材料包含诸如颜料或着色剂的着色剂。
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