CN109266065A - 光可固化涂料组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光可固化涂料组合物及其应用，包含如下组分：（a）具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体或具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物；（b）双官能基(甲基)丙烯酸酯单体；（c）单官能基(甲基)丙烯酸酯单体；及（d）起始剂，其中以所述光可固化涂料组合物的总重量计，所述双官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为30~70wt%；本发明另关于一种包含由上述光可固化涂料组合物所形成的微结构层的光学膜，此光学膜可用于显示器的背光模块中作为导光膜。

Description

光可固化涂料组合物及其应用
技术领域
本发明涉及一种光可固化涂料组合物及一种包含由该光可固化涂料组合物形成的微结构层的光学膜，此光学膜可用于显示器的背光模块(BLU)中并作为导光膜。
背景技术
一般而言，液晶显示器(简称“LCD”)的主要结构包含面板与背光模块两大部分。面板本身不发光，因此作为亮度来源的背光模块是LCD显示器的重要组件，其对于提高显示器亮度与均匀度及影像质量而言非常重要。
导光板可利用全反射原理将光源产生的光传送至预定的地方，常用于背光模块中，将来自光源的光线导引射向面板。一般来说，导光板上设计有微结构以破坏光线的全反射，使光线能由导光板正面射出。
导光板可借助射出成型技术制得，例如，可在模具中设计对应的微结构，并将熔融的树脂在高压下注入模具中，制得导光板。或者，可藉由射出成型法分别制得表面光滑的底板及微结构层，然后再通过热压将两者层合，制得导光板。
技术领域中已知的导光板多采用聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)作为原料。虽然聚甲基丙烯酸甲酯具有透光率佳且加工容易等优点，一直是导光板的主要原料之一，然而，聚甲基丙烯酸甲酯因吸水率高，故尺寸稳定性易受影响。此外，其性质较脆，当导光板的厚度偏薄时易发生破裂，因此难以薄型化且难以使用卷对卷式(roll toroll)连续生产技术制造。其他种类的光学膜也有薄型的，如聚光膜、扩散膜等，一般采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，厚度约在0.05mm至0.25mm之间，这些膜片多半是直接贴附在其他光学组件上，因此对机械特性(如强度)的要求较不严格。
导光板的另一原料为聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)，聚碳酸酯韧性佳且耐冲击强度较聚甲基丙烯酸甲酯优异，但透光性不如聚甲基丙烯酸甲酯。此外，相较于聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯硬度较差，在导光板的制造过程中，易损伤微结构，导致良率降低。
近年来，背光模块厂已逐渐改为使用薄型并具有柔韧性的导光膜，例如，在新型PC薄膜的基础上以UV涂料压印微结构来取代传统射出成型的导光膜，并采用卷对卷式(rollto roll)连续生产技术，提升生产速度。然而，目前市面上导光膜却普遍存在胶液与基材间密着不好，以及胶液与基材折射率差异大进而产生色差现象等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种无上述缺点、操作方便和具有高折射率的光可固化涂料组合物。
本发明同时还提供了一种光可固化涂料组合物在光学膜中的应用。本发明的光可固化涂料组合物可涂布于PC基材上进而制备具有微结构的光学膜(特别是导光膜)，该涂层固化后与PC基材间密着性好、硬度佳、具柔韧性、可大幅降低导光膜的厚度，且可减少入光和出光之间的色差差值，因此可有效解决现有技术中存在的问题。
本发明一方面提供一种光可固化涂料组合物，所述组合物包含如下组分：
(a)具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体或具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物；
(b)双官能基(甲基)丙烯酸酯单体；
(c)单官能基(甲基)丙烯酸酯单体；及
(d)起始剂，
其中以所述光可固化涂料组合物的总重量计，所述双官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为30～70wt％。
本发明另一方面还提供了一种光学膜，所述光学膜包括基材和位于所述基材的至少一个表面上的微结构涂层，所述微结构涂层为由上述所述的光可固化涂料组合物固化形成。
由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：
本发明的光可固化涂料组合物具有可快速固化及低黏度等优点，且所制备的光学膜同时兼具高硬度、柔韧性好、与PC基材具有良好密着性及高折射率的特性，并可以降低入光和出光之间的色差现象，还可大幅降低导光膜的厚度。
具体实施方式
在参阅随后描述的实施方式后，本发明所属技术领域中具有通常知识的技术人员当可轻易了解本发明的基本精神以及本发明所采用的技术手段与较佳实施方式。
本说明书所揭示的本发明的每个方面及每个实施例可与所有其他本发明的具体或优选方面及实施例个别地进行组合，涵盖所有可能的组合。
本文中所使用的用语仅为描述所述的实施方式，并非用以限制本发明保护范围。例如，说明书中所使用的用语“一”，除非文中另有明确的解释，否则用语“一”为涵盖单数及多数形式。
具体地，本发明提供一种可聚合组合物，其包括如下组份：
(a)具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体或具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物；
(b)双官能基(甲基)丙烯酸酯单体；
(c)单官能基(甲基)丙烯酸酯单体；及
(d)起始剂。
具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体或具有至少四个官能基的(甲基)丙 烯酸酯寡聚物
本发明所用的具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体或具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物可具有四个、五个、六个或更多的官能基。
适用于本发明的具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体的实例，包括但不限于：季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、双-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯或己内酯改性的二季戊四醇六丙烯酸酯。
适用于本发明的具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物的实例，包括但不限于：含超支化聚氨酯(甲基)丙烯酸酯和/或超支化聚酯(甲基)丙烯酸酯。根据本发明的一实施方式，该具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物具有不大于二十个的官能基，优选具有六个至二十个的官能基，且其数均分子量为2000～5000，优选为2500～4500。
适用于本发明的市售超支化聚氨酯(甲基)丙烯酸酯包括但不限于：由长兴公司生产，商品名为6196-100、6195-100、6197、6185。
适用于本发明的市售超支化聚酯(甲基)丙烯酸酯包括，但不限于：由长兴公司生产，商品名为6311-100、6312-100、6313-100、6315、6316、6319。
于组合物中添加适量的前述具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体或具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物可提高交联密度并提升反应速率，并可增加固化后涂层的硬度和/或玻璃转化温度。
根据本发明的一实施方式，以光可固化涂料组合物的总重量计，该具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体或具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物的含量为5～25wt％，例如可为5wt％、6wt％、8wt％、10wt％、15wt％、20wt％、或25wt％。若上述至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体或具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物的含量低于5wt％，则光可固化涂料组合物的固化速度太慢，增加涂层被照射紫外光的时间而产生黄变的风险；若超过25wt％，则光可固化涂料组合物的固化速度太快，涂层收缩率大，不利于与基材之间的密着。
双官能基(甲基)丙烯酸酯单体
对导光膜来说，一般而言，涂层的折射率越大，导光效果越好。虽然选用具有高折射率的单官能基(甲基)丙烯酸酯单体可提升胶液的折射率，从而提升涂层折射率，但是使用高折射率的单官能基(甲基)丙烯酸酯单体容易使涂层变硬但偏脆，且与PC密着不好。另外，具有高折射率的单体大多容易黄变，产生色差问题，色差另一发生原因是由于散射现象而造成。本案发明人经广泛研究后发现，于组合物中添加特定比例(即，30～70wt％)具有下式(1)、(2)或其混合的双官能基(甲基)丙烯酸酯单体，不但可以提高光可固化涂料组合物固化前的折射率，且所得涂层硬度增加，不易黄变，且不易产生散射，可有效减少色差：
其中：
R1、R2、R3、R4、R5及R6各自独立地为H或甲基；
L1及L2各自独立地为亚苯基；
L3、L4、L5及L6各自独立地为C1-6亚烷基，优选为C1-4亚烷基，更优选为亚甲基或亚乙基；
m、n、p及q各自独立地为0或大于0的整数，优选为0～30；
m+n为2至30的整数，优选为2至10的整数；且
p+q为2至30的整数，优选为2至10的整数。
根据本发明一实施方式，m、n、p及q各自独立地为0至30的整数，例如可为0、1、2、5、10、15、20、25或30。
根据本发明一实施方式，m+n为2至30的整数，例如可为2、5、10、15、20、25或30。
根据本发明一实施方式，p+q为2至30的整数，例如可为2、5、10、15、20、25或30。
根据本发明一实施方式，以光可固化涂料组合物之总重量计，该双官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为30～70wt％，例如可为30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％或70wt％，优选为40～70wt％，更优选为50～70wt％。若上述双官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量低于30wt％，则光可固化涂料组合物很难具有高折射率，若超过70wt％，所得的光可固化涂料组合物太硬脆且与PC密着不好。
根据本发明一实施方式，该双官能基(甲基)丙烯酸酯单体包含：
其中p1及q1分别具有与前述p及q相同的定义，且p1+q1具有与前述p+q相同的定义。
单官能基(甲基)丙烯酸酯单体
本发明所用的单官能基(甲基)丙烯酸酯单体可为，包括但不限于：甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate；MMA)、甲基丙烯酸丁酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxyethyl acrylate)、乙氧化2-苯氧基乙基丙烯酸酯(ethoxylated 2-phenoxy ethylacrylate)、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯(2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acrylate)、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(cyclic trimethylolpropane formal acrylate)、β-羧乙基丙烯酸酯(β-carboxyethyl acrylate)、月桂酸甲基丙烯酸酯(lauryl methacrylate)、异辛基丙烯酸酯(isooctyl acrylate)、硬脂酸甲基丙烯酸酯(stearyl methacrylate)、异癸基丙烯酸酯(isodecyl acrylate)、异冰片基甲基丙烯酸酯(isoborny methacrylate)、芐基丙烯酸酯(benzyl acrylate)、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(2-hydroxyethylmetharcrylate phosphate)、丙烯酸羟乙酯(hydroxyethyl acrylate,HEA)、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate,HEMA)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-Phenoxyethyl acrylate,PHEA)、异丙苯基苯氧基乙基丙烯酸酯(cumyl phenoxyl ethylacrylate,CPEA)、丙烯酸四氢呋喃甲酯(tetrahydrofurfuryl acrylate)、丙烯酸联苯基甲酯(biphenylmethyl acrylate)、苯氧基芐基丙烯酸酯(Phenoxylbenzyl Acrylate)或苯基苯氧基乙基丙烯酸酯(Phenyl Phenoxy Ethyl Acrylate)。
本发明所用的单官能基(甲基)丙烯酸酯单体可作为稀释性单体，用以调整光可固化涂料组合物的黏度。
根据本发明一实施方式，以光可固化涂料组合物之总重量计，该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为15～40wt％，例如可为15wt％、17wt％、19wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、38wt％或40wt％，优选为15～35wt％，更优选为20～35wt％。若上述单官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量低于15wt％，则光可固化涂料组合物的黏度高，不利于进行薄型涂布，且与基材的密着性不佳，若超过40wt％，则会导致折射率变差，且固化后的光学膜硬度低(邵式硬度低)。
根据本发明一实施方式，选用含有苯基和/或环醚基的单官能基(甲基)丙烯酸酯单体时可进一步提高涂层对聚碳酸酯基材的密着性。
根据本发明的另一实施方式，该含有苯基或环醚基的单官能基(甲基)丙烯酸酯单体具有下式(3)所示的结构：
CH2＝C(R11)-C(＝O)-O-L7-Q (3)；
其中：
R11为H或甲基；
L7为C1-6亚烷基或C1-6亚烷氧基，优选为C1-4亚烷基或C1-4亚烷氧基，更优选为亚甲基、亚乙基、亚甲氧基或亚乙氧基；且
Q为未被取代或被选自苯基、苯氧基和C1-6烷基苯基中的一种或多种基团所取代的苯基或环醚基。
上述环醚基的实例，包括但不限于：环氧乙烷基、四氢呋喃基及二恶烷基。
根据本发明的又一实施方式，该单官能基(甲基)丙烯酸酯单体为选自下列所示结构中的一种或多种的组合：
起始剂
本发明所使用的起始剂为光起始剂，其经光照射后会产生自由基，而透过自由基的传递引发聚合反应的物质。适用于本发明的光起始剂并无特殊限制，优选的光起始剂可以为羟基酮类光起始剂或酰基膦氧化物类光起始剂或其混合物。
上述羟基酮类光起始剂的实例，包括但不限于：2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one)、1-羟基环己基苯基酮(1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone)、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙-1-酮(1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one)或2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)-苄基]-苯基}-2-甲基-丙-l-酮(2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methylpropionyl)-benzyl]-phenyl}-2-methyl-propan-1-one)。
上述酰基膦氧化物类光起始剂的实例，包括但不限于：2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦氧化物(2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide)或双(2,4,6-三甲基苯甲酰)苯基膦氧化物(bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenyl phosphine oxide)。
可用于本发明的市售光起始剂包括：BASF公司提供的2959、127、1173、500、184、TPO、TPO-L、2100、819、819DW、4265、2022；常州华钛公司提供的1103。
本发明的光起始剂用量理论上应无特殊限制，可根据需要，依该光可固化涂料组合物所包含的可聚合单体/寡聚物的种类及其用量可经由例行实验进行调整。然而，在本发明的一实施方式中，本案发明人发现，起始剂过量时，可能因固化速度过快，导致涂层与基材密着性变差。根据本发明的一实施方式，以光可固化涂料组合物的总重量计，起始剂的含量为1wt％～6wt％，例如可为1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％或6wt％。
溶剂及添加剂
本发明的光可固化涂料组合物可视需要包含其他本发明所属技术领域中具有通常知识者已知的添加剂，例如(但不以此为限)：流平剂(leveling agents)、安定剂、稀释剂、无机填料、抗静电剂、滑剂(slip agent)、色料、表面活性剂、硬化剂、荧光增白剂及共起始剂等。上述添加剂的含量为本发明所属技术领域中具有通常知识者可经由例行实验调整。
本发明的光可固化涂料组合物可在不含溶剂下同时保有良好的流平性与涂布性，且因不含溶液，故无溶剂挥发方面的环保问题。
根据本发明之一较佳实施方式，本发明的光可固化涂料组合物不含溶剂及添加剂。
光可固化涂料组合物
本发明的光可固化涂料组合物，其包含如下组分：
(a)具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体或具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物；
(b)双官能基(甲基)丙烯酸酯单体；
(c)单官能基(甲基)丙烯酸酯单体；及
(d)起始剂，
其中以所述光可固化涂料组合物的总重量计，所述双官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为30～70wt％。
在本发明中，光可固化涂料组合物的总重量是指光可固化涂料组合物的总固体重量(亦即其固含量)。
根据本发明的一较佳实施方式，本发明的光可固化涂料组合物包含前述组分(a)至(d)，且光可固化涂料组合物的固含量为100wt％，即不含溶剂。
为利于薄型涂布，光可固化涂料组合物之黏度不应过高。根据本发明的一实施方式，光可固化涂料组合物在25℃下的黏度为100～2000cps，例如可以为100cps、200cps、300cps、400cps、500cps、600cps、700cps、800cps、900cps、1000或2000cps，优选为100～1500cps，更优选为100～1000cps。
本案发明人发现，光可固化涂料组合物所含组份种类及其用量影响涂料组合物及其固化后涂层的特性。各组分虽可能各有不同作用，但并存于组合物中时，交互影响彼此的作用，因此，要寻求兼具所有期望性质的组合物并非易事。本案发明人经广泛研究后，进而提出前述的光可固化涂料组合物，该光可固化涂料组合物具有可快速固化及低黏度的优点，可利用滚轮制程以卷对卷连续方式生产光学膜，制程快速且方便，可降低黄变的风险。固化后涂层硬度高且韧性适中，不但可改善我们所熟知的聚碳酸酯过软而易导致微结构损伤的缺点，亦可改善我们所熟知的聚甲基丙烯酸甲酯过脆的缺点。此外，涂层具有高折射率(与聚碳酸酯基材的折射率相仿)及低黄变，且与聚碳酸酯基材具有良好密着性。
光可固化涂料组合物的应用
基于前述特性，本发明的光可固化涂料组合物可涂覆于一基材或一光学薄片(Optical thin sheet)至少一表面上形成涂层，该涂层具有微结构；且因本发明的光可固化涂料组合物包含具有高折射率的双官能基(甲基)丙烯酸酯单体，故可使所形成的涂层具有高折射率。
本发明的光可固化涂料组合物可用以制备各种具微结构的光学膜，例如导光膜，所得光学膜的光学性质优异且微结构坚固，硬度高，不易受损。
本发明另提供一种光学膜，其包含一基材和位于该基材至少一表面(底面)上的微结构涂层，该微结构涂层是由前述光可固化涂料组合物经固化后形成。本发明的微结构涂层的厚度为1μm～20μm，例如1μm、2μm、4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm或20μm，优选为2μm～6μm。
本发明的光可固化涂料组合物固化前的折射率为至少1.54，固化后为1.57～1.63，与聚碳酸酯基材的折射率相近。本发明的光可固化涂料组合物由于具有相对较高的折射率，有助于光的收敛，可提升辉度。
根据本发明的一实施方式，本发明的光学膜可用于显示器的背光模块中作为导光膜(light guidefilm)。
根据本发明的一实施方式，本发明的光学膜的入光与出光的色差值小于0.012，例如小于0.01、小于0.007(以AMA Optoelectronics Inc型号SLM-40T积分球流明量测系统(球体直径100cm)测量)。另外，本发明的光学膜以Lab色彩系统所测定的b值小于1，优选小于0.9，更优选小于0.8。
根据本发明的一实施方式，该微结构为网点结构。本发明光学膜之网点结构为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知的。优选地，该网点结构位于光学膜相对于出光面的面上。在导光膜的实例中，前述出光面又称为导光膜的正面，前述相对于出光面的面则称为导光膜的背面或底面。导光膜的原理是利用全反射的原理将光源光线传至导光膜的远程，在导光膜的底面制作网点结构图案，可利用疏密、大小不同的网点结构图案设计来破坏光线的全反射，将光线导引至导光膜正面。
可视需要使用本发明的光可固化涂料组合物，在基材相对于本发明的一微结构涂层的另一面上形成另一微结构(扩散结构)涂层，达到光线匀化的效果并减少色差。上述扩散结构的形状例如可为(但不限于)弧形柱状(arc columns)、透镜状(lenticular)、圆锥状(conical)、微透镜状(microlens)或其任意组合的形状。本发明的扩散结构涂层的厚度为1μm～20μm，例如1μm、2μm、4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm或20μm，优选为2μm～10μm。如前所述，本发明的光可固化涂料组合物固化前的折射率为至少1.54，固化后为1.57～1.63，可有效提升光学膜的辉度。
本发明所用的基材可为任何本发明所属技术领域具有通常知识者所熟知的材料，其例如可以选自以下群组：聚酯树脂(polyester resin)，如聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)或聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚丙烯酸酯树脂(polyacrylate resin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)、聚烯烃树脂(polyolefin resin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)、聚环烯烃树脂(polycycloolefin resin)、聚酰亚胺树脂(polyimide resin)、聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)、聚胺基甲酸酯树脂(polyurethane resin)、三醋酸纤维素(triacetyl cellulose,TAC)、聚乳酸(Polylactic acid)及其组合，但不以此为限。其中，优选为聚碳酸酯树脂。基材的厚度通常取决于所欲制得的光学产品的需求，一般为50μm～300μm。
我们所熟知的导光板厚度一般为250μm～350μm，而本发明的光学膜整体厚度为150μm～250μm，相较于现有技术可薄型化且微结构不易破裂。此外，相较于我们所熟知的以射出成型或共挤出热压印光学结构层的PMMA导光板，本发明的光学膜具有硬度佳、不易破裂，较薄的厚度和减少色差差值等优点。
根据本发明的一实施方式，本发明的光学膜可用于显示器的背光模块中作为导光膜(light guide film)，其包含一基材和位于该基材至少一表面上的微结构涂层，该微结构涂层是由前述光可固化涂料组合物经固化后形成，且该微结构涂层包含复数个网点微结构。
本发明光学膜可以使用任何本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知的方式制造。例如，可经由包含以下步骤的方法制造：将如本发明的光可固化涂料组合物施加至基材上形成涂层，并经由滚轮压花于涂层上形成网点微结构，在压印期间同时进行照光进而使该微结构涂层固化。
具体地，本发明光学膜的制备方法，可包含下列步骤：
(I)、将具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体或具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物、双官能基(甲基)丙烯酸酯单体、单官能基(甲基)丙烯酸酯单体及起始剂等组份，以适当配比进行混合，形成本发明的涂料组合物；
(II)、将该涂料组合物施加至基材上形成涂层；
(III)、以具有特定结构的滚轮进行压花或热转印，于涂层上形成一结构化表面，同时对该涂层照射能量射线，使该涂层固化；
(IV)、视需要于该固化涂层上施加一保护膜。
上述步骤(III)的能量射线系是指一定范围波长的光源，例如其可为紫外光、红外光、可见光或热线(放射或辐射)等，优选为紫外光。照射强度可为100～1000毫焦耳/平方公分(mJ/cm2)，优选为200～800mJ/cm2，更优选为200～400mJ/cm2。
上述步骤(IV)的保护膜，包括但不限于：聚酯树脂(polyester resin)，如聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)或聚萘二甲酸乙二酯(polyethylenenaphthalate,PEN)；聚甲基丙烯酸酯树脂(polymethacrylate resin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)；聚酰亚胺树脂(polyimide resin)；聚苯乙烯树脂(polystyrene resin)；聚环烯烃树脂(polycycloolefin resin)；聚烯烃树脂(polycycloolefin resin)；聚碳酸酯树脂(polycarbonate resin)；聚胺基甲酸酯树脂(polyurethane resin)；三醋酸纤维素(triacetate cellulose,TAC)；或上述多种的混合物。优选为聚对苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环烯烃树脂、三醋酸纤维素或其混合物，更优选为聚对苯二甲酸乙二酯。
若需要，可重复进行上述各步骤，以获得复数层的涂层。此外，亦可视需要，进一步将光学基材的另一侧(即，相对于前述结构化表面的另一表面)亦涂布单或复数个涂层。两面涂层的微结构的形状、硬度和折射率可相同也可不相同。
以下实例为举例说明本发明的实施方式，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范围。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围。本发明的权利保护范围以所述权利要求书的范围为准。
实施例1至8及比较例9至19
首先，将下列组份以表1所列的重量份混合，制得各实施例及比较例的光可固化涂料组合物，固形份约100％。
组份(a)：二季戊四醇六丙烯酸酯(具有至少四个官能基的单体)
组份(b)：双酚A环氧二丙烯酸酯(双官能基单体)
组份(b1)：三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯
组份(c)：2-苯氧基乙基丙烯酸酯和丙烯酸羟乙酯以1:1混合(单官能基单体)
组份(d)：1-羟基环己基苯基甲酮(起始剂)
组份(e)：乙氧化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(三官能基单体)
组份(f)：季戊四醇四丙烯酸酯(四官能基单体)
随后，根据以下描述的方式，使用各实施例及比较例额光可固化涂料组合物制备光学膜：将光可固化涂料组合物施加至聚碳酸酯膜(帝人L-1225(L))表面上，并以透镜状(Lenticular)结构滚轮进行压合，在压合的同时以UV曝光机台(Fusion UV，F600V，600W/inch，H型灯源)，power设定为65～95％，速度10～30m/min，能量射线250mJ/cm2，加以固化后脱模，制得具结构化涂层的光学膜，涂层厚度为3～5μm。
<测试方法>
以下述方法评估各项特性，并记录于表1。
固化速度：将各实施例及比较例的光可固化涂料组合物涂布在聚碳酸酯膜(帝人公司L-1225(L))表面上，使用前述UV曝光机台以能量射线60mJ/cm2且速度30m/min进行照射后，确认是否具有黏性。
◎：手指触摸表面，无黏性且较硬，显示反应较完全
○：手指触摸表面，无黏性，涂层硬，显示反应完全
Δ：手指触摸表面，表面虽不黏手，但涂层较软，显示内部固化不完全
黏度：以Brookfield LV黏度计，在25℃下测试光可固化涂料组合物的黏度(单位：cps)。
b值：以分光色彩计(Dr.Lange Luci 100)测定光学膜的色度(b值)。
百格测试(密着度)：以百格刮刀刮于涂膜表面，后以胶带黏紧后，90°撕起，判定剥落格数，测得密着程度分5B-0B六个等级，5B密着度最佳，0B密着度最差。
邵氏硬度(25℃)：使用TECLOCK公司的邵式硬度计，在25℃下量测样品的硬度。
邵氏硬度(70℃)：使用TECLOCK公司的邵式硬度计，在70℃下量测样品的硬度。
折射率：使用SCHMIDT HAENSCH公司的阿贝式折射计折射仪，在25℃下测量光可固化涂料组合物固化前(胶)的折射率。
铅笔硬度：以三菱标准硬度试验用铅笔，在负重1公斤下，测试涂层硬度。
色差：以AMA Optoelectronics Inc型号SLM-40E(球体直径100cm)，量测光学膜入射光及出射光的色差值。
由下表1的结果可知，相较于比较例，本发明的光可固化涂料组合物(实施例1至8)可快速固化且黏度小于1000cps，固化后的涂层具有高硬度且与聚碳酸酯基材间的密着性佳，此外，本发明的光可固化涂料组合物固化前折射率大于1.54，符合现有市场对导光膜的要求。
比较例9的光可固化涂料组合物因组分(a)含量不足，导致经60mJ UV曝光机台以能量射线60mJ/cm2且速度30m/min照射后，尚未充分固化(无法快速固化)，涂膜表面仍具有黏性，因此涂膜会附着在结构滚轮上，无法制备所要的结构化的涂层，从而无法分析所得膜片的b值与色差，且固化后邵式硬度(70度)偏低。
比较例13及17的光固化涂料组合物使用三官能组分(e)取代实施例7及2的四官能组分(a)，结果发现不但固化速度变慢，邵式硬度亦变差，且涂层与聚碳酸酯基材间密着不佳(百格测试仅达2B)。
比较例10的光可固化涂料组合物因组份(c)含量不足，黏度会偏高，且与聚碳酸酯基材间密着不佳(百格测试为0B)。
比较例11的光可固化涂料组合物因组分(a)含量过高，虽有较好的固化速度，但反应速度过快，使得涂层与基材的密着性较差，此外比较例11的光可固化涂料组合物固化前折射率小于1.54，不符合现有市场对导光膜的要求。
比较例12及16的光可固化涂料组合物因组份(c)含量高，可降低黏度至80cps或60cps，且与聚碳酸酯基材有很好的密着性，然而，因单官能基单体含量过多，固化后邵式硬度(70度)偏低。
比较例14的光可固化涂料组合物因组份(d)含量过高，固化速度过快，与聚碳酸酯基材间密着不佳。
比较例15的光可固化涂料组合物组份(b)含量过高，结果显示涂层与聚碳酸酯基材间密着不佳。
比较例18与实施例1同，唯改用组分(b1)取代组分(b)，比较例19则将组份(b)降低至27wt％，结果所得光可固化涂料组合物的折射率皆小于1.54，不符合现有市场对导光膜的要求。
此外，比较例10至比较例15所得涂层与聚碳酸酯基材间密着性不佳，无法制备所要的结构化涂层光学膜。
由实施例及比较例的结果可知，各组分及其用量的选择受到其它组分的牵制，彼此互相影响，仅单纯增加特定组分的用量，无法使光固化涂料组合物获得预期的特性。本发明选用适当的组分及用量，调配出具有可快速固化及低黏度优点的光固化涂料组合物，因此有利于制备具结构化表面的光学膜，且所得光学膜可同时兼具高硬度、良好密着性、低色差及高折射率的特性，因此，可适用导光膜。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种光可固化涂料组合物，其特征在于，所述组合物包含如下组分：
(a)具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体或具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物；
(b)双官能基(甲基)丙烯酸酯单体；
(c)单官能基(甲基)丙烯酸酯单体；及
(d)起始剂，
其中以所述光可固化涂料组合物的总重量计，所述双官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为30～70wt％。
2.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，所述双官能基(甲基)丙烯酸酯单体为选自式(1)所示的化合物和式(2)所示的化合物中的一种或两者的组合：
其中：
R1、R2、R3、R4、R5及R6各自独立地为H或甲基；
L1、L2各自独立地为亚苯基；
L3、L4、L5及L6各自独立地为C1-6亚烷基；
m、n、p及q各自独立地为0或大于0的整数，且2≤m+n≤30，2≤p+q≤30。
3.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，所述双官能基(甲基)丙烯酸酯单体包含：
其中，p1及q1各自独立地为0或大于0的整数，且2≤p1+q1≤30。
4.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，所述组合物在25℃下的黏度为100～2000cps。
5.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，以所述光可固化涂料组合物的总重量计，组分(a)的含量为5～25wt％。
6.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，所述具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯单体包含季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯或己内酯改性的二季戊四醇六丙烯酸酯。
7.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，所述具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含超支化聚氨酯(甲基)丙烯酸酯和/或超支化聚酯(甲基)丙烯酸酯。
8.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，所述具有至少四个官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物具有小于等于20个的官能基且数均分子量为2000～5000。
9.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，以所述光可固化涂料组合物的总重量计，所述单官能基(甲基)丙烯酸酯单体的含量为15～40wt％。
10.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，所述单官能基(甲基)丙烯酸酯单体含有苯基和/或环醚基。
11.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，所述单官能基(甲基)丙烯酸酯单体具有如下所示的结构：
CH2＝C(R11)-C(＝O)-O-L7-Q (3)；
其中：
R11为H或甲基；
L7为C1-6亚烷基或C1-6亚烷氧基；
Q为未被取代或被选自苯基、苯氧基和C1-6烷基苯基中的一种或多种基团所取代的苯基或环醚基。
12.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，以所述光可固化涂料组合物的总重量计，所述起始剂的含量为1～6wt％。
13.根据权利要求1所述的光可固化涂料组合物，其特征在于，所述起始剂为羟基酮类光起始剂或酰基膦氧化物类光起始剂。
14.一种光学膜，其特征在于，所述光学膜包括基材和位于所述基材的至少一个表面上的微结构涂层，所述微结构涂层为由权利要求1-13中任一项权利要求所述的光可固化涂料组合物固化形成。
15.根据权利要求14所述的光学膜，其特征在于，所述微结构涂层的厚度为1～20μm。
16.根据权利要求14所述的光学膜，其特征在于，所述光可固化涂料组合物固化前的折射率大于1.54。
17.根据权利要求14所述的光学膜，其特征在于，所述光学膜的入光与出光的色差小于0.012。
18.根据权利要求14所述的光学膜，其特征在于，所述基材的材料为聚碳酸酯。
19.根据权利要求14所述的光学膜，其特征在于，所述微结构涂层的形状为选自网点结构、弧形柱状结构、透镜状结构、圆锥状结构和微透镜状结构中的一种或多种的组合。
20.根据权利要求14所述的光学膜，其特征在于，所述光学膜包括两个分别位于所述基材的相对表面上的微结构涂层，其中一个微结构涂层具有网点结构，另一个微结构涂层具有选自弧形柱状结构、透镜状结构、圆锥状结构和微透镜状结构中的一种或多种的组合形成的扩散结构。
21.根据权利要求14所述的光学膜，其特征在于，所述光学膜为导光膜。
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