CN114185118A - 硬涂膜及具有该硬涂膜的图像显示装置 - Google Patents
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Abstract
一种硬涂膜,包括:基板;和硬涂层,其形成在基板的至少一个表面上,其中硬涂层由硬涂层组合物形成,该硬涂层组合物包含:含羟基的透光树脂、氟系含UV固化性官能团的化合物、光引发剂和溶剂,并且当通过X射线光电子能谱(XPS)对硬涂层的表面进行测量时,硬涂层的表面上元素氟(F)的原子百分比为10~55原子%。硬涂膜使用包含有含羟基的透光树脂和氟系含UV固化性官能团的化合物的硬涂层组合物来将硬涂层的表面上的元素氟(F)的原子百分比控制在特定范围,从而提供优异的防污性以及良好的耐磨性、耐划伤性和抗弯曲性。
Description
技术领域
本发明涉及一种硬涂膜和具有该硬涂膜的图像显示装置。特别地,本发明提供具有优异的防污性、耐磨性、耐划伤性和抗弯曲性的硬涂膜以及具有该硬涂膜的图像显示装置。
背景技术
硬涂膜已用于保护各种图像显示装置的表面,包括液晶显示装置(LCD)、电致发光(EL)显示器、等离子体显示器(PD)、场致发射显示器(FED)等。
这种硬涂膜应具有高硬度和良好的耐划伤性,在其生产或使用过程中在其端部不会卷曲。近来,柔性显示器或可折叠显示器作为下一代显示设备受到关注,因为它应用了诸如塑料或超薄玻璃(UTG)等柔性材料,而不是没有柔性的玻璃基板,从而即使它像纸一样弯曲也保持了显示性能。因此,硬涂膜还需要具有适当的抗弯曲性,以适用于柔性显示器或可折叠显示器,从而防止产生裂纹。
由于硬涂膜通常设置在显示器的最外面部分而使用,因此也需要诸如耐磨性和耐划伤性的机械性能以及与耐指纹、记号笔等的痕迹相关的防污性和/或容易去除作为主要性能。
韩国专利申请公开号10-2005-0010064公开了一种具有复合硬涂层的物体和形成该复合硬涂层的方法。该物体具体包括安置在物体表面上的硬涂层和安置在硬涂层表面上的防污表面层。硬涂层是含有活性能量射线固化性化合物的硬涂层组合物的固化产物,防污表面层是含有含氟多官能(甲基)丙烯酸酯化合物和含氟单官能(甲基)丙烯酸酯化合物的表面材料的固化产物,防污表面层粘附于硬涂层。
然而,在上述技术的情况下,由于必须分别在聚合物基膜上引入硬涂层和防污层,工艺复杂,且存在由于产率下降以及工艺成本增加而造成的价格上涨问题。
此外,随着对超薄显示器的需求增加,需要开发具有如下硬涂层作为单层的硬涂膜:所述硬涂层能够同时表现出防污性以及耐磨性和耐划伤性。
发明内容
【技术问题】
本发明的一个目的是提供一种具有优异的防污性以及良好的耐磨性、耐划伤性和抗弯曲性的硬涂膜。
本发明的另一个目的是提供一种具有硬涂膜的图像显示装置。
【技术方案】
根据本发明的一个方面,提供一种硬涂膜,包括:
基板;和
硬涂层,所述硬涂层形成在所述基板的至少一个表面上,
其中所述硬涂层由硬涂层组合物形成,所述硬涂层组合物包含:含羟基的透光树脂、氟系含UV固化性官能团的化合物、光引发剂和溶剂,并且
当通过X射线光电子能谱(XPS)对所述硬涂层的表面进行测量时,所述硬涂层的所述表面上元素氟(F)的原子百分比为10~55原子%。
在本发明的一个实施方式中,所述含羟基的透光树脂可包括含羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
在本发明的一个实施方式中,基于100重量%的总硬涂层组合物,所述含羟基的透光树脂的含量可为1~50重量%。
在本发明的一个实施方式中,所述氟系含UV固化性官能团的化合物可包括选自由以下组成的组中的一种或多种:含有全氟烷基的(甲基)丙烯酸酯、含有全氟聚醚基的(甲基)丙烯酸酯、含有全氟环脂族基团的(甲基)丙烯酸酯和含有全氟芳族基团的(甲基)丙烯酸酯。
在本发明的一个实施方式中,基于100重量%的总硬涂层组合物,所述氟系含UV固化性官能团的化合物的含量可为1~40重量%。
在本发明的一个实施方式中,在1kg重量的负荷下使用擦除器摩擦3000次后,所述硬涂层的水接触角可为100°或更大。
根据本发明的另一方面,提供一种具有上述硬涂膜的图像显示装置。
根据本发明的又一方面,提供一种具有上述硬涂膜的柔性显示装置的窗口。
根据本发明的又一方面,提供一种具有上述硬涂膜的偏光板。
根据本发明的又一方面,提供一种具有上述硬涂膜的触摸传感器。
【有益效果】
本发明的硬涂膜使用包含有含羟基的透光树脂和氟系含UV固化性官能团的化合物的硬涂层组合物来将硬涂层的表面上的元素氟(F)的原子百分比控制在特定范围,从而提供优异的防污性以及良好的耐磨性和耐划伤性。根据本发明实施方式的硬涂膜具有优异的抗弯曲性,因此其可以有效地用于柔性显示装置或可折叠显示装置中。
具体实施方式
在下文中更详细地描述本发明。
本发明的一个实施方式涉及一种硬涂膜,其包括基板和形成在基板的至少一个表面上的硬涂层,
其中硬涂层由硬涂层组合物形成,该硬涂层组合物包含:含羟基的透光树脂、氟系含UV固化性官能团的化合物、光引发剂和溶剂,并且
当通过X射线光电子能谱(XPS)对硬涂层表面进行测量时,硬涂层表面上元素氟(F)的原子百分比为10~55原子%。
根据本发明的一个实施方式的硬涂膜使用包含有含羟基的透光树脂和氟系含UV固化性官能团的化合物的硬涂层组合物形成硬涂层,从而提供防污性以及良好的耐磨性。具体地,含羟基透光树脂的羟基对氟系含UV固化性官能团的化合物的氟原子起排斥作用,使得氟原子向硬涂层表面取向,这将硬涂层表面上的元素氟(F)的原子百分比控制在10-55原子%的水平。因此,不仅可以表现出防污性,还可以表现出耐磨性和耐划伤性。特别地,含羟基的透光树脂可以通过经光固化形成硬涂层的基质来提高硬涂层的耐磨性。
因此,根据本发明的一个实施方式的硬涂膜可以具有能够同时表现出抗污性以及耐磨性和耐划伤性的硬涂层作为单层,其可以有利地应用于超薄显示器。
此外,根据本发明的一个实施方式的硬涂膜具有优异的抗弯曲性,因此即使将膜以1mm的曲率半径反复折叠和展开200,000次(其中硬涂层向内折叠),也不会发生膜破裂或硬涂层剥离,其可有利地应用于柔性显示器或可折叠显示器。
在根据本发明的一个实施方式的硬涂膜中,通过X射线光电子能谱(XPS)在硬涂层表面测量时,硬涂层表面上元素氟(F)的原子百分比为10~55原子%,优选为15~55原子%,更优选为15~50原子%当。如果硬涂层表面上的元素氟(F)的原子百分比小于10原子%,则防污性和耐磨性可能会劣化,如果其超过55原子%,则耐划伤性可能会劣化。
硬涂层表面上的元素氟(F)的原子百分比是根据稍后将描述的实验例中描述的方法通过X射线光电子能谱(XPS)在硬涂层表面上测量的值。
根据本发明的一个实施方式的硬涂膜包括基板和形成在基板的至少一个表面上的硬涂层。
在本发明的一个实施方式中,所述基板不受限制,只要其是本领域中使用的基板即可,具体地,可以使用具有良好的透明性、机械强度、热稳定性、防潮性、各向同性等的膜。基板的具体示例可包括由热塑性树脂制成的膜,热塑性树脂例如:聚酯树脂,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚间苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯;纤维素树脂,例如二乙酰纤维素和三乙酰纤维素;聚碳酸酯树脂;丙烯酸酯树脂,例如聚(甲基)丙烯酸甲酯和聚(甲基)丙烯酸乙酯;苯乙烯树脂,例如聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物;聚烯烃树脂,例如聚乙烯、聚丙烯、具有环状或降冰片烯结构的聚烯烃、和乙烯-丙烯共聚物;氯乙烯树脂;酰胺树脂,例如尼龙和芳族聚酰胺;酰亚胺树脂;砜树脂;聚醚砜树脂;聚醚醚酮树脂;聚苯硫醚树脂;乙烯醇树脂;偏二氯乙烯树脂;乙烯醇缩丁醛树脂;烯丙基化物树脂;聚甲醛树脂;和环氧树脂。此外,可以使用由热塑性树脂的共混物组成的膜。此外,可以使用由紫外线固化性树脂或热固性树脂如(甲基)丙烯酸氨基甲酸酯、丙烯酸氨基甲酸酯、环氧树脂或有机硅或UTG(超薄玻璃)制成的膜。根据本发明的一个实施方式,可以使用对反复弯曲具有优异耐久性的聚酰亚胺系树脂或聚酯系树脂以容易地应用于柔性显示装置。
基板的厚度没有特别限制,但可以为8~1000μm,特别地为20~150μm。如果基板的厚度小于8μm,则膜的强度降低,使得可加工性劣化,而当其超过1000μm时,存在透明性降低或硬涂膜的重量增加的问题。
在本发明的一个实施方式中,可以通过在基板的至少一个表面上涂布硬涂层组合物来形成硬涂层。
由于硬涂层表现出防污性,当它形成在基板的观察侧的相反表面上时,可能难以附接到设置在下方的光学层或面板上。因此,硬涂层可优选在基板的观察侧形成为单层。
在本发明的一个实施方式中,硬涂层组合物包含:含羟基的透光树脂、氟系含UV固化性官能团的化合物、光引发剂和溶剂。
在本发明的一个实施方式中,含羟基的透光树脂为光固化性树脂,且光固化性树脂可包括含羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
含羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物的示例可包括(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、1,4-丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、2-羟基烷基(甲基)丙烯酰基磷酸酯(在本文中,烷基为例如甲基、乙基或丙基)、(甲基)丙烯酸4-羟基环己酯、1,6-己二醇单(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇单(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等。这些可以单独使用或以两种或更多种组合使用。
基于100重量%的总硬涂层组合物,含羟基的透光树脂的含量可为1~50重量%,优选为5~50重量%。如果含羟基的透光树脂的含量小于1重量%,则耐磨性可能劣化,并且可能难以实现充分的硬度改善。如果其超过50重量%,则卷曲问题可能变得严重。
在本发明的一个实施方式中,氟系含UV固化性官能团的化合物是一种赋予防污性、耐磨性和耐化学性的组分。氟系含UV固化性官能团的化合物没有特别限制,只要它含有氟和UV固化性官能团从而与形成硬涂层的基质的含羟基的透光树脂化学键合即可。
作为氟系含UV固化性官能团的化合物,可以使用选自由以下组成的组中的一种或多种:含有全氟烷基的(甲基)丙烯酸酯、含有全氟聚醚基的(甲基)丙烯酸酯、含有全氟环脂族基团的(甲基)丙烯酸酯和含有全氟芳族基团的(甲基)丙烯酸酯。在这种情况下,它显示出优异的防污性,同时通过与硬涂层形成化学键而具有优异的耐久性的优点,以即使在重复使用后也能长时间保持防污性。
氟系含UV固化性官能团的化合物优选具有1至6个UV固化性官能团。
基于100重量%的总硬涂层组合物,氟基UV固化性含官能团化合物的含量可为1~40重量%,优选为2~40重量%,更优选为10~40重量%的。如果氟系含UV固化性官能团的化合物的含量在上述范围内,则优选地可以赋予优异的耐磨性和防污效果。当含UV固化性官能团的化合物的含量低于上述范围时,可能难以充分改善耐磨性或防污性,而当其超过上述范围时,硬度和/或耐划伤性可能降低。
在本发明的一个实施方式中,包含光引发剂以诱导硬涂层组合物的光固化,并且其可包括例如能够通过用光照射形成自由基的光自由基引发剂。
光引发剂的示例可以包括其中由于化学结构或分子结合能的差异而通过分子分解产生自由基的I型引发剂、其中引入叔胺作为共引发剂以诱导夺氢的II型引发剂等。
例如,I型引发剂可包括:苯乙酮类,例如4-苯氧基二氯苯乙酮、4-叔丁基二氯苯乙酮、4-叔丁基三氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、1-(4-十二烷基苯基)-2-羟基-2-甲基丙-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)-苯基(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基苯基酮等;苯偶姻类,例如苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苄基二甲基缩酮;膦氧化物;和二茂钛化合物。
例如,II型引发剂可包括:二苯甲酮类,例如二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、苯甲酰基苯甲酸甲醚、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4'-甲基二苯硫醚、3,3'-甲基-4-甲氧基二苯甲酮等;或噻吨酮类,例如噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮等。
这些光引发剂可以单独使用或以两种或更多种组合使用。此外,I型引发剂和II型引发剂可以单独或一起使用。
基于100重量%的总硬涂层组合物,光引发剂的含量可为0.1~10重量%,优选为0.1~5重量%。如果光引发剂的量小于0.1重量%,则固化不能充分进行,因此可能难以实现硬涂膜或硬涂层的机械性能和粘合强度。如果光引发剂的量超过10重量%,则可能发生由于固化收缩引起的裂纹、卷曲和粘合失败。
在本发明的一个实施方式中,溶剂可以是但不限于本领域已知的能够溶解或分散上述组合物的任何一种溶剂。此外,由于在将硬涂层组合物涂布于基板并将其干燥的过程中表面张力的差异,溶剂用于为氟系含UV固化性官能团的化合物提供时间以漂浮到涂层的最外表面。
溶剂的示例可包括醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、酮类(甲基乙基酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、二乙基酮、二丙基酮、环己酮等)、醋酸酯类(醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸正丁酯、醋酸叔丁酯、醋酸甲基溶纤剂、醋酸乙基溶纤剂、丙二醇单甲醚醋酸酯、丙二醇单乙醚醋酸酯、丙二醇单丙醚醋酸酯、醋酸甲氧基丁酯、醋酸甲氧基戊酯等)、己烷类(己烷、庚烷、辛烷等)、苯类(苯、甲苯、二甲苯等)、醚类(二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二丙醚、二甘醇二丁醚、丙二醇单甲醚等)。这些溶剂可以单独使用或以两种或更多种组合使用。
基于100重量%的总硬涂层组合物,溶剂的含量可为10~50重量%,优选为20~50重量%。如果溶剂的含量低于上述范围,则不仅由于高粘度而使得可加工性劣化,而且基板的溶胀不能充分进行。反之,当其超过上述范围时,干燥过程耗费大量时间,且经济效益低。因此,可以在上述范围内适当使用溶剂。
在本发明的一个实施方式中,除了含羟基的透光树脂之外,硬涂层组合物还可以包含另一种透光树脂。
其他透光树脂可以包括光固化性(甲基)丙烯酸酯低聚物和/或单体。
作为光固化性(甲基)丙烯酸酯低聚物,通常使用环氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯等,优选氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯可以通过在催化剂存在下使分子中具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与具有异氰酸酯基团的化合物反应来制备。分子中具有羟基的(甲基)丙烯酸酯的具体示例可包括(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基异丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、己内酯开环羟基丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。此外,具有异氰酸酯基团的化合物的具体示例可包括1,4-二异氰酸酯基丁烷、1,6-二异氰酸酯基己烷、1,8-二异氰酸酯基辛烷、1,12-二异氰酸酯基十二烷、1,5-二异氰酸酯基-2-甲基戊烷、三甲基-1,6-二异氰酸酯基己烷、1,3-双(异氰酸甲酯基)环己烷、反式-1,4-环己烯二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(异氰酸环己酯)、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、二甲苯-1,4-二异氰酸酯、四甲基二甲苯-1,3-二异氰酸酯、1-氯甲基-2,4-二异氰酸酯、4,4'-亚甲基双(2,6-二甲基苯基异氰酸酯)、4,4'-氧基双(异氰酸苯酯)、衍生自六亚甲基二异氰酸酯的三官能异氰酸酯和三羟甲基丙烷-甲苯二异氰酸酯加成物等。
单体不受限制,只要其通常用于本领域即可。优选的是分子内具有诸如(甲基)丙烯酰基、乙烯基、苯乙烯基、烯丙基等不饱和基团作为光固化性官能团的单体,其中具有(甲基)丙烯酰基的单体是优选的。
具有(甲基)丙烯酰基的单体的具体示例可包括新戊二醇丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(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)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,2,4-环己烷四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等。
上述例示的光固化性(甲基)丙烯酸酯低聚物和单体可以单独使用或者以其两种或更多种组合使用。
基于100重量%的总硬涂层组合物,另一种透光树脂的量没有特别限制,但其含量可以等于或小于50重量%,例如为1~50重量%。当另一种透光树脂的含量超过50重量%时,可能难以将硬涂层表面上的元素氟(F)的原子百分比控制在10~55%的水平,或可能会出现严重卷曲的问题。
如果需要,硬涂层组合物还可包含本领域常规使用的其他组分,例如流平剂、UV稳定剂、热稳定剂、抗氧化剂、表面活性剂、润滑剂、防污剂等。
硬涂层可以通过将硬涂层组合物涂覆在基板的一个或两个表面上,然后干燥和UV固化来形成。
可以通过适当地使用已知的涂布方法例如模涂机、气刀、反转辊、喷涂、刮刀、流延、凹版印刷、微凹版印刷、旋涂等来将硬涂层组合物涂布在基板上。
在将硬涂层组合物涂布在基板上后,可在30-150℃的温度下通过蒸发挥发物10秒至1小时,更具体地30秒至30分钟来进行干燥过程,然后进行UV固化。UV光的照射量可以具体地为约0.01~10J/cm2,更具体地为0.1~2J/cm2。
此时,要形成的硬涂层的厚度具体可以为2~30μm,更具体为3~20μm,优选为2~8μm,更优选为2~7μm。当硬涂层的厚度包含在上述范围内时,可以获得优异的硬度和抗弯曲性。
本发明的一个实施方式涉及一种具有上述硬涂膜的图像显示装置。例如,本发明的硬涂膜可用作图像显示装置,尤其是柔性显示装置或可折叠显示装置的窗口。此外,本发明的硬涂膜可以通过贴附到偏光板或触摸传感器,特别是用于柔性显示装置或可折叠显示装置的偏光板或触摸传感器来使用。
根据本发明一个实施方式的硬涂膜可用于反射型、透射型和半透半反型液晶装置(LCD);或各种操作模式的LCD,包括扭曲向列(TN)、超扭曲向列(STN)、光学补偿弯曲(OCB)、混合排列向列(HAN)、垂直排列(VA)和面内切换(IPS)。另外,根据本发明的一个实施方式的硬涂膜可以用于包括等离子体显示器、场致发射显示器、有机EL显示器、无机EL显示器、电子纸等的各种图像显示装置。
在下文中,将参考实施例、比较例和实验例更详细地描述本发明。本领域技术人员应当清楚,这些实施例、比较例和实验例仅用于说明目的,而本发明的范围不限于此。
制备例和比较制备例:硬涂层组合物的制备
使用搅拌器混合以下表1和2的组成的各个组分,然后用聚丙烯(PP)过滤器过滤以制备硬涂层组合物(重量%)。
表1
表2
A-1:3-官能丙烯酸酯(来自Miwon Specialty Chemical的Miramer M340)
A-2:5-官能丙烯酸酯(来自Sartomer的SR399LV NS)
B-1:6官能氨基甲酸酯丙烯酸酯(来自Shin-Nakamura Chemical的UA-110H)
B-2:6-官能丙烯酸酯(来自Sartomer的DPHA NS)
B-3:6官能丙烯酸酯(来自Shin-Nakamura Chemical的UA-1100H)
C-1:氟系含UV固化性官能团的化合物(来自Shin-Etsu Chemical的KY-1203,80重量%MEK(甲乙酮)稀释物,固体含量为20重量%)
C-2:氟系含UV固化性官能团化合物(来自Daikin的DAC-HP,氟系溶剂(1,1,2,2,3,4-七氟环戊烷)和溶剂(1-甲氧基-2-丙醇)(分别为50重量%和30重量%)稀释物的80重量%混合溶剂,固体含量为20重量%)
C-3:氟系含UV固化性官能团的化合物(来自Fluoro Technology的FS-7026)
C-4:有机硅系含UV固化性官能团的化合物(来自BYK Chemie的BYK UV3570)
D-1:1-羟基环己基苯基酮
E-1:甲乙酮
实施例1:硬涂膜的制备
将制备例1中制备的硬涂层组合物涂布在聚酯膜(PET,50μm)上以使得固化后厚度为5μm,干燥溶剂,通过用积分量(600mJ/cm2)的UV光照射来固化组合物以产生硬涂膜。
实施例2:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用制备例2的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
实施例3:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用制备例3的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
实施例4:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用制备例4的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
实施例5:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用制备例5的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
实施例6:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用制备例6的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
实施例7:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用制备例7的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
比较例1:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用比较制备例1的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
比较例2:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用比较制备例2的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
比较例3:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用比较制备例3的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
比较例4:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用比较制备例4的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
比较例5:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用比较制备例5的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
比较例6:硬涂膜的制备
以与实施例1相同的方式制备硬涂膜,不同之处在于,使用比较制备例6的硬涂层组合物代替制备例1的硬涂层组合物。
实验例1:
通过下述方法测量实施例和比较例中制备的膜的物理性能,结果示于下表3中。
(1)表面元素氟(F)含量
使用Quantera II(Ulvac-PHI)XPS仪器测量表面元素氟(F)含量。制备2cm×2cm的样品后,用碳带将其贴在XPS专用板上。此时,使测量表面朝上。将样品放入Intro中并在1×10-4Pa的真空度下保持1小时或更长时间。之后,使用手臂将其移至主室,然后在1×10-7Pa的真空度下保持1小时或更长时间。保持高真空1小时或更长时间后,在X射线条件下(测量区200微米/25W/15kV)对样品表面的任意位置进行3次测量,得到表面数据。
(2)接触角
使用来自KRUSS的接触角计DSA100测量水接触角。室温下液滴的体积为3μl。
(3)耐磨性
使用来自Daesung Precision Machine的耐磨性计测量耐磨性。在将涂层表面用耐磨擦除器在1kg负荷下摩擦3000次后测量水接触角。
(4)耐划伤性
使用透明粘合剂将基板膜贴附在玻璃上,使得涂层表面朝上,并使用钢丝绒(#0000)以500g/cm2的负荷进行往复摩擦10次,然后通过使用三波长灯对测量部分进行透射和反射而观察划痕。根据以下评价标准评价耐划伤性。
<评价标准>
○:划痕不可见,或可见10处或更少的划痕
×:可见超过10处划痕
(5)附着性
使用透明粘合剂将基板膜贴附在玻璃上,使得涂层表面朝上,使用切割刀在涂层表面以1mm的间隔形成100个正方形的网格,并使用Nichiban胶带进行3次附着性测试。
评价结果表示为“附着试验后为OK的方块数/100”。
(6)抗弯曲性
将膜以1mm的曲率半径反复折叠和展开200,000次,使得硬涂层向内折叠,观察膜是否破裂和硬涂层是否剥落。根据以下评价标准评价抗弯曲性。
<评价标准>
○:未发生膜破裂和硬涂层剥离
×:发生膜破裂或硬涂层剥离
表3
表面元素氟(F)含量 | 接触角 | 耐磨性 | 耐划伤性 | 附着性 | 抗弯曲性 | |
实施例1 | 35 | 109 | 100 | ○ | 100/100 | ○ |
实施例2 | 20.27 | 110 | 101 | ○ | 100/100 | ○ |
实施例3 | 30.11 | 111 | 102 | ○ | 100/100 | ○ |
实施例4 | 20.27 | 109 | 100 | ○ | 100/100 | ○ |
实施例5 | 41.2 | 113 | 104 | ○ | 100/100 | ○ |
实施例6 | 25.12 | 110 | 103 | ○ | 100/100 | ○ |
实施例7 | 48.7 | 117 | 105 | ○ | 100/100 | ○ |
比较例1 | 5.9 | 106 | 89 | ○ | 100/100 | ○ |
比较例2 | 7 | 107 | 93 | × | 100/100 | ○ |
比较例3 | 0 | 97 | 65 | ○ | 100/100 | ○ |
比较例4 | 60 | 111 | 85 | × | 100/100 | ○ |
比较例5 | 0 | 98 | 61 | × | 100/100 | ○ |
比较例6 | 9 | 108 | 92 | × | 100/100 | ○ |
如上表3所示,根据本发明的实施例1至7的硬涂膜(其中硬涂层由包含有含羟基的透光树脂和氟系含UV固化性官能团的化合物的硬涂层组合物形成,并且硬涂层表面上元素氟(F)的原子百分比为10-55原子%),证实了硬涂膜具有优异的防污性(接触角)和优异的耐磨性、耐划伤性和抗弯曲性。
另一方面,由不包含有含羟基的透光树脂和氟系UV固化性官能团的化合物中的至少一种的硬涂层组合物形成的硬涂层组合物形成或在硬涂层的表面上具有的元素氟(F)的原子百分比在10-55原子%范围之外的比较例1至6的硬涂膜,不能同时实现防污性、耐磨性和耐划伤性。
具体地,其中硬涂层表面上元素氟(F)的原子百分比小于10原子%的比较例1、2和6的硬涂膜具有差的防污性和耐磨性,而超过55原子%的比较例4具有差的耐划伤性。特别地,在不含有含羟基的透光树脂的比较例2的硬涂膜中,硬涂层表面上的元素氟(F)的原子百分比低于10原子%,即使它含有适量的氟系含UV固化性官能团的化合物。此外,使用基于有机硅的含紫外光固化官能团的化合物代替氟系含UV固化性官能团的化合物的比较例3和5的硬涂膜具有差的防污性、耐磨性和/或耐划伤性。
尽管已经详细地示出和描述了本发明的特定实施方式,但是本领域技术人员将理解,并不意图将本发明限制于优选实施方式,并且对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以做出各种改变和修改。
因此,本发明的实质范围由所附权利要求及其等同方案来限定。
Claims (10)
1.一种硬涂膜,包括:
基板;和
硬涂层,所述硬涂层形成在所述基板的至少一个表面上,
其中所述硬涂层由硬涂层组合物形成,所述硬涂层组合物包含:含羟基的透光树脂、氟系含UV固化性官能团的化合物、光引发剂和溶剂,并且
当通过X射线光电子能谱XPS对所述硬涂层的表面进行测量时,所述硬涂层的所述表面上元素氟F的原子百分比为10~55原子%。
2.根据权利要求1所述的硬涂膜,其中所述含羟基的透光树脂包括含羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
3.根据权利要求1所述的硬涂膜,其中基于100重量%的总硬涂层组合物,所述含羟基的透光树脂的含量为1~50重量%。
4.根据权利要求1所述的硬涂膜,其中所述氟系含UV固化性官能团的化合物包括选自由以下组成的组中的一种或多种:含有全氟烷基的(甲基)丙烯酸酯、含有全氟聚醚基的(甲基)丙烯酸酯、含有全氟环脂族基团的(甲基)丙烯酸酯和含有全氟芳族基团的(甲基)丙烯酸酯。
5.根据权利要求1所述的硬涂膜,其中基于100重量%的总硬涂层组合物,所述氟系含UV固化性官能团的化合物的含量为1~40重量%。
6.根据权利要求1所述的硬涂膜,其中在1kg的负荷下使用擦除器摩擦3000次后,所述硬涂层的水接触角为100°或更大。
7.一种图像显示装置,其具有根据权利要求1~6中任一项所述的硬涂膜。
8.一种柔性显示装置的窗口,其具有根据权利要求1~6中任一项所述的硬涂膜。
9.一种偏光板,其具有根据权利要求1~6中任一项所述的硬涂膜。
10.一种触摸传感器,其具有根据权利要求1~6中任一项所述的硬涂膜。
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