CN103242754A - 用于平板显示器的防止玻璃飞散的薄膜 - Google Patents

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Abstract

一种防止玻璃飞散的薄膜，包含依次为脱模层、粘结层、基体薄膜层和抗静电层的叠层构造，其中粘结层包含通过粘合剂共聚物与交联剂交联得到的丙烯酸粘合剂，该粘合剂共聚物包含单体、共聚单体和包含官能团的单体。该防止玻璃飞散薄膜防止用于显示器玻璃在该玻璃破坏时的飞散，具有除去脱模层外15μm的厚度和小于5％的雾度，并且由此能够整合进入显示器设备而且进行有效的检验过程。

Description

用于平板显示器的防止玻璃飞散的薄膜
技术领域
本发明涉及一种防止玻璃飞散的薄膜，并且特别是一种除脱模层外具有小于15μm总体厚度的防止玻璃飞散的薄膜，以便其被整合进入显示设备。
此外，本发明涉及一种用于防止在加工或者运输期间损害整合进入平板显示器的玻璃基板的防止玻璃飞散的薄膜，所述平板显示器例如液晶(LC)显示器、等离子显示器、有机场致发光(EL)显示器等，同时也防止玻璃飞散。
背景技术
玻璃由于其高透光率、阻气性能和尺寸稳定性，而被广泛地使用于阴极射线管(CRT)显示器和平板显示例如LC显示器、等离子显示器、有机场致发光显示器、场致发射显示器等。然而，玻璃在易碎和易飞散方面存在问题。
为了解决上述的问题，许多技术已经提出，包括在玻璃上附着一种热塑性树脂膜，例如，韩国No.2000-0011455的专利申请公开了一种防止玻璃飞散的薄膜，其具有耐候性和抗玻璃飞散，其中一种聚酯基压敏粘结剂涂覆在基体薄膜的一侧，以便该基体薄膜可以容易的从玻璃上解除，该粘合剂即使在长期的附着后仍然能够完全地从玻璃表面上去掉。然而，上述的常规的薄膜仍然不足以防止玻璃飞散的要求，并且厚度太厚不能整合进入平板显示器例如LC显示器，等离子显示器，有机场致发光显示器等。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种防止玻璃飞散的薄膜，以保证显示器中薄玻璃基板遭受外部损害时安全并且防止玻璃飞散，该薄膜厚度小于15μm，雾度小于5％并且粘附力在1至10牛顿/英寸。
依据本发明的一个方面，提供一种防止玻璃飞散的薄膜，包含依次为脱模层、粘结层、基体薄膜层和抗静电层的叠层构造，其中粘结层包含通过粘合剂共聚物与交联剂交联得到的丙烯酸粘合剂，该粘合剂共聚物包含：i)60至80重量％的单体，该单体选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和其混合物；ii)15至35重量％的共聚单体，该共聚单体选自醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和其混合物；和iii)1至5重量％的包含官能团的单体，选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙基酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐、中康酸酐(metaconic anhydride)，和其混合物。
优选，该防止玻璃飞散的薄膜除脱模层外的总体厚的小于15μm。进一步，该基体薄膜厚度为4至10μm，并且该粘结层厚度为3至10μm。同时，该防止玻璃飞散的薄膜具有小于5％的雾度，和该基体薄膜具有小于7％的雾度。
附图说明
结合附图，本发明的上述及其它目的和特征将从以下发明说明书清楚表明，其中：
图1显示一种根据本发明实施例的防止玻璃飞散膜的横截面(10：基体薄膜层，11：抗静电层，12：粘结层，13：脱模层)。
具体实施方式
在下文中，根据附图给出本发明的详细说明。
根据本发明的实施例，一种防止玻璃飞散的薄膜包括脱模层13、粘结层12、基体薄膜层10和抗静电层11，其顺序地叠层，其中粘结层包含一种丙烯酸粘合剂。
粘结层
在本防止玻璃飞散的薄膜中，为了保证合适的粘附力，粘结层12优选包含一种丙烯酸粘合剂。
该丙烯酸粘合剂可以通过以下方法制备：(a)采用引发剂，使单体、共聚单体和包含官能团的单体共聚得到粘合剂共聚物；然后(b)将该粘合剂共聚物与交联剂和添加剂交联得到一种丙烯酸粘合剂。
在该粘合剂共聚物中，该单体可以选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和其混合物。优选该单体的量是基于该粘合剂共聚物重量的60至80重量％。当所述用量在上述范围内时，该聚丙烯的粘合剂可以更迅速地施用并且能够更改进其加工性能。
该共聚单体可以选自醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和其混合物。优选，该共聚单体的量基于该粘合剂共聚物的重量15至35重量％，当所述用量在上述范围内时，该粘结层的粘附力可以提高。
该包含官能团的单体可以选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙基酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸酐、中康酸酐和其混合物。优选，该包含官能团的单体的量基于该粘合剂共聚物的重量1至5重量％。当所述用量在上述范围内时，对基板的粘附力可以改进，并且粘附力随时间的变化可以降低。
该引发剂可以选自包括含氮基的化合物，例如2，2-偶氮二异丁腈和2，2-偶氮双(2-甲基丙脒)硫酸酯；过氧化物例如过硫酸盐、二-N-辛酰基过氧化物和叔丁基氢过氧化物和其混合物，优选2，2偶氮二异丁腈。优选，该引发剂的量为基于该粘合剂共聚物重量0.01至0.5重量％，当所述用量在上述范围内时，由于组分的高溶解度，涂覆加工性能可以改进，且由于贮能模量的增加，该粘结层的凝聚可以提高。
该用于交联反应的交联剂同时功能性的增加耐热性，粘附力和凝聚以便该粘结层具有在高温状态/湿度条件下粘附力变化减小的优点，并且当玻璃基板由于外部的撞击破裂时能够有效地防止玻璃飞散。该交联剂可以选自聚异氰酸酯、三聚氰胺、环氧化合物、氮丙啶，、金属螯合物和其混合物。更具体地说，该交联剂可以选自二甲苯二异氰酸酯、异氰酸酯、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、苯均四酸二酐、琥珀酸酐、六亚甲基二异氰酸酯、三乙烯三聚氰胺、六羟甲基三聚氰胺和其混合物。该金属螯合物可能由一金属例如Al、Sn、Fe、Ti和Ni，和螯合剂例如乙酰乙酸甲酯和乳酸乙酯组成。该交联剂包含一种或多种上述的金属螯合物。
该交联剂的量为基于100重量份数的该粘合剂共聚物的0.1至5.0重量份数。当所述用量在上述范围内时，可获得充分的交联以提高该粘结层的凝聚该粘合剂可以从目标表面完全地去掉，并且浸润性可以改进由此增加初期粘力。
加入该粘合剂共聚物的添加剂可以选自紫外线抑制剂，抗光剂，抗氧化剂，和其混合物。更具体地说，该紫外线抑制剂可以选自苯并三唑、三嗪、二苯甲酮，和其混合物，并且该抗光剂可以选自胺、苯甲酸酯和其混合物。该添加剂的量基于100重量份数该粘合剂共聚物的0.1至3.0重量份数，但该量不特别限制只要其不恶化该粘结层的性能。
一种溶剂可以用于制备该丙烯酸粘合剂。该溶剂可以选自甲基乙基酮、丙酮、乙酸乙酯、环己烷、正己烷、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、水和其混合物。
该粘结层可以由施加该丙烯酸粘合剂到目标基底表面上形成。粘辊涂覆、照相凹版式涂敷、反向涂覆、喷涂、浸渍涂布、刮涂、狭缝模具涂覆等可能用来施加该丙烯酸粘合剂至一基底。优选，使用狭缝模具涂覆形成稳定的涂层。
该粘结层12的厚的可以为3至10μm，并且优选4至7μm，以提供一薄膜。当厚度属于上述范围时，更容易保证凝聚和获得合适的粘附力，和缺陷例如在切割玻璃基板用于显示器的工艺期间薄膜分离的可能性降低。
进一步，当以180°从玻璃基板剥离时，该粘结层可能具有1至10牛顿/英寸的粘附力，优选3至7牛顿/英寸。当粘附力属于上述范围时，缺陷例如在玻璃基板切割期间的边缘分离和在附着该薄膜至玻璃基板期间结合的杂质可能降低。同时，即使由于上述的缺陷重做工艺进行，该粘合剂可以完全地从该玻璃的表面上去掉并且对该基体薄膜的损害可能降低。
脱模层
在该防止玻璃飞散的薄膜中，该脱模层13可能包括一脱模薄膜，当该薄膜附于用于显示器的玻璃基板时易于分离，并且功能性的保护该粘结层。该脱模薄膜可以是任何涂有硅树脂-基脱模组合物的薄膜。
该硅树脂-基脱模组合物可能包括硅树脂材料、硅树脂固化剂、催化剂等。该硅树脂材料可以是乙烯基聚硅氧烷，包含乙烯基的己烯基聚硅氧烷，等等。该硅树脂固化剂可以是聚氢硅氧烷，等等。该催化剂可以是现有技术已知的，例如，Pt螯合物。
该硅树脂基脱模组合物可以是例如加成型，缩聚型和紫外线固化型的任意一种，并且不特别限于任何一个的型。该分子结构可以是线型的和支化结构的一种或两种。
该硅树脂-基脱模组合物可以用溶剂稀释至总体固体含量的0.5至3重量％，以施加到基体薄膜上。该溶剂不限制只要该固体足够的分散至施加到基体薄膜上.当总体固体含量落于上述的范围时，一均匀的硅树脂层可以形成，而不出现该粘结层的剥落，并且该涂层的水平面是均匀的，由此获得均匀的厚度。
包含该硅树脂-基脱模组合物的脱模层的剥离强度优选3至8克力/英寸(gf/inch)。示例性的脱模层是可以从Nitto获得的31B胶带，或者可以从爱思开哈斯显示用薄膜有限公司(SKC HAAS DISPLAY FILMS CO.，LTD)获得的RF02N。
基体薄膜层
在该防止玻璃飞散的薄膜中，该基体薄膜层10可以是透明的，以有效地进行之后显示器设备制造的检验过程。该基体薄膜层可以选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、二氧化硅(Si)沉积膜、铝(Al)沉积膜和聚氯乙烯(PVC)薄膜，优选PET薄膜。
该基体薄膜的厚度可以是4至10μm。当该厚度满足上述范围，该基体薄膜的强度得到保证，使其在制造过程中得到合适的产能，并且得到除去脱模层总体厚度小于15μm的防止玻璃飞散的薄膜。
该基体薄膜层的雾度优选小于7％，更优选1至7％，以便该防止玻璃飞散的薄膜的总体雾度可以是小于5％，优选1至5％。
抗静电层
该防止玻璃飞散的薄膜优选包含抗静电层11。该抗静电层用于防止可能出现由于在附着该防止玻璃飞散的薄膜至玻璃基板和切割该玻璃基板期间的混合杂质的缺陷。该抗静电层可以形成在该基底涂有粘合剂的相反的表面。
该抗静电层不特别限制只要其具有充分的抗静电性。优选，该抗静电层可以由涂覆一种抗静电组合物形成，该抗静电组合物包含导电聚合物以使该涂层厚度最小。该导电聚合物可以选自聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚乙烯二氧噻吩(PEDOT，polyethylenedioxythiophene)和其混合物。
该抗静电组合物除了导电聚合物可能进一步包括水性聚氨酯树脂、醇和/或蒸馏水。以提高该抗静电组合物加工性能可能也包括一种水性或者有机粘结剂树脂，其有至少一个官能团选自丙烯酸基团，氨基甲酸乙酯基团、酰胺基、羟基和硅烷基团。该抗静电组合物可能进一步包括防水的或者防污添加剂。
性能和效果
该防止玻璃飞散薄膜除去脱模层的总体厚度优选小于15微米，因为薄显示设备不断地增加和该防止玻璃飞散薄膜应适于整合进入上述设备。
同时，该防止玻璃飞散薄膜优选具有小于5％的雾度以保证透明度。当上述的透明的薄膜整合入显示器设备时，检验可以易于操作。
由于抗静电层，根据本发明的防止玻璃飞散薄膜可以有效的防止杂质的吸附。
同样，该粘结层包含丙烯酸粘合剂，从而保证高透明度，表现出对基底的高粘附性，和改进的防潮性和耐热性。
同样，该防止玻璃飞散薄膜由于其除去脱模层的总厚度小于15μm，能够被装入显示器。
该防止玻璃飞散薄膜能够减轻用于显示器玻璃基板由于外部的撞击造成的破坏，并且防止由于前述的破坏造成的玻璃飞散。
同时，因为该防止玻璃飞散薄膜具有小于5％低雾度，即使在其被整合入显示器设备之后，检验过程仍可以有效地操作。
下面是本发明特殊的例子的说明。在该例中，性能通过以下方式测量。结果如表1所示。
1)粘附力(剥离强度)和可靠性的评价
一防止玻璃飞散薄膜附于一样品玻璃基底，然后通过用2kg彼此相反的运动的辊加压并且在25℃和50％相对湿度(R.H.)条件下承受30分钟。随后，当在300毫米/分剥落速度和180°剥落角度条件下剥离该防止玻璃飞散薄膜时，用一种粘力试验机(AR-1000，化学仪器公司(Chem-instruments))测量粘附力(牛顿/英寸)。用肉眼观察残留在样品玻璃上的粘合剂。
为了测验可靠性，在以60℃和90％R.H.条件下放置该薄膜500小时之后测量粘附力，并且评价该粘结层的电阻/防潮性。
2)雾度和总体透光率的测量
在该脱模层被除去之后，该防止玻璃飞散薄膜放置在浊度计(NDH-5000，日本电色工业株式会社(Nippon Denshoku))上，以便其粘结层面对一积分球，和在空气条件下确定基线，然后测量雾度和总体透光率。
制备例1：制备粘附共聚物
70重量份数的丙烯酸丁酯，25重量份数的甲基丙烯酸甲酯，和5重量份数甲基丙酸烯酸被加入以乙酸乙酯和甲苯(1∶1，体积比(v/v))的溶剂混合物，并且0.2重量份数的2，2-偶氮二异丁腈作为引发剂被加入。在氮气气氛下，该合成混合物在65℃搅拌7小时经受反应得到一粘合剂共聚物。
制备例2：制备粘合剂共聚物
70重量份数的丙烯酸2-乙基己酯、25重量份数甲基丙烯酸异癸基酯和5重量份数的巴豆酸被加入乙酸乙酯和甲苯(1∶1，v/v)的溶剂混合物，并且0.2重量份数的2，2-偶氮二异丁腈作为引发剂加入。在氮气气氛下，该合成混合物在65℃搅拌7小时经受反应得到一粘合剂共聚物。
实施例1：制备防止玻璃飞散的薄膜
100重量份数的在制备例1中得到的粘合剂共聚物、0.5重量份数的作为交联剂的三乙烯三聚氰胺(triethylenemelamine)和1重量份的作为UV抑制剂的二苯甲酮混合并且搅拌30分钟，得到丙烯酸粘合剂。该聚丙烯的粘合剂施加在一硅树脂涂覆的脱模层(RF02N，爱思开哈斯显示用薄膜有限公司)上，然后在100℃干燥2分钟以得到干燥的具有4μm厚度的粘结层。
该粘结层层压在具有5.6μm厚度的PET基体薄膜表面上(SC42，SKC)。该基体薄膜的另一个表面涂覆抗静电组合物，其包含100重量份数的具有3.5重量％固体含量并且包含PEDOT的水溶体聚氨酯树脂溶液(Ecoat P-1030，EChemTech)，3重量份数的氮丙啶-基交联剂(CX-100，麦格太(Magtech))，45重量份数的蒸馏水，和160重量份数的甲醇。
该抗静电层在90℃干燥2分钟得到一除去脱模层总体厚度9.6μm的防止玻璃飞散薄膜，表面电阻为107Ω/m2。
实施例2：制备防止玻璃飞散的薄膜
重复实施例1的程序除了干燥的粘结层的厚度设置为7μm，得到一除去脱模层总体厚度12.6μm的防止玻璃飞散薄膜和107Ω/m2的表面电阻。
实施例3：制备防止玻璃飞散的薄膜
重复实施例1的程序除了干燥的粘结层的厚度设置为9μm，得到一除去脱模层总体厚度14.6μm的防止玻璃飞散薄膜和107Ω/m2的表面电阻。
比较例1：制备防止玻璃飞散的薄膜
100重量份数的制备例2中得到的粘合剂共聚物、0.2重量份数的甲苯二异氰酸酯(AL，赛登化学有限公司(Saiden Chemical Co.Ltd.))和1重量份的二苯甲酮混合并且搅拌30分钟得到丙烯酸粘合剂。该丙烯酸粘合剂施加在一硅树脂-涂覆脱模层(RF02N，爱思开哈斯显示用薄膜有限公司)上，然后在100℃干燥2分钟得到具有7μm厚度的干燥粘结层。
该粘结层层压在具有5.6μm厚度的PET基体薄膜表面上(SC42，SKC)。得到一除去脱模层总体厚度12.6μm的防止玻璃飞散薄膜。
比较例2：制备防止玻璃飞散的薄膜
重复实施例1的程序除了使用制备例2中得到的粘合剂共聚物作为粘合剂共聚物，用0.2重量份数的甲苯异氰酸酯(AL，赛登化学有限公司)作为交联剂，并且凝固该干燥粘结层厚度至10μm，得到一除去脱模层总体厚度15.6μm的防止玻璃飞散薄膜和107Ω/m2表面电阻。
表1
Figure BSA00000876856600081
如表1所示，根据本发明实施例1-3的防止玻璃飞散薄膜在可靠性试验之后粘附力仅仅表现出微小变化，以及由于其高的总体透光率在该防止玻璃飞散薄膜进入设备之后检验仍能够进行和低雾度。进一步，当作为该粘结层的厚度增加时，该初期粘力增加。
同时，由于比较例1和2所述的防止玻璃飞散薄膜使用了具有低玻璃转变温度的单体和包含羟基的包含官能团单体，所以不能得到合适的粘附力并且由此在切割样品玻璃期间该薄膜可能不希望的分离。进一步，由于该基体薄膜表面粗糙度的光的散射，使得比较例1的防止玻璃飞散薄膜表现出低量的透光率和高雾度，因为没有抗静电涂层形成在PET基底的相反的表面，难以进行检验过程，并且从而该薄膜不能应用于显示设备。
因此，根据本发明实施例1-3的防止玻璃飞散薄膜，由于其光学特性和粘附性能，在保护用于显示器的样品玻璃方面是非常有效的。

Claims (9)

1.一种防止玻璃飞散的薄膜，包含依次为脱模层、粘结层、基体薄膜层和抗静电层的叠层构造，其中粘结层包含通过粘合剂共聚物与交联剂交联得到的丙烯酸粘合剂，该粘合剂共聚物包含：
i)60至80重量％的单体，该单体选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和其混合物；
ii)15至35重量％的共聚单体，该共聚单体选自醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和其混合物；和
iii)1至5重量％的包含官能团的单体，选自甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙基酯、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯，马来酸酐，中康酸酐和其混合物。
2.根据权利要求1所述的防止玻璃飞散的薄膜，其中交联剂选自聚异氰酸酯、三聚氰胺、环氧化合物、氮丙啶、金属螯合物和其混合物。
3.根据权利要求2所述的防止玻璃飞散的薄膜，其中该交联剂的量为基于100重量份数的该粘合剂共聚物的0.1至5.0重量份数。
4.根据权利要求1所述的防止玻璃飞散的薄膜，其中粘结层的粘附力为1至10牛顿/英寸。
5.根据权利要求1所述的防止玻璃飞散的薄膜，其中基体薄膜层选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、二氧化硅(Si)沉积膜、铝(Al)沉积膜和聚氯乙烯(PVC)薄膜。
6.根据权利要求1所述的防止玻璃飞散的薄膜，其中基体薄膜层的厚度是4至10μm并且雾度小于7％。
7.根据权利要求1所述的防止玻璃飞散的薄膜，其中脱模层具有3至8克力/英寸的剥离强度。
8.根据权利要求1所述的防止玻璃飞散的薄膜，其中防止玻璃飞散的薄膜的雾度小于5％。
9.根据权利要求1所述的防止玻璃飞散的薄膜，其中该抗静电层包含导电聚合物，该导电聚合物选自聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚乙烯二氧噻吩和其混合物。
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