TW201336683A - 平板顯示器之玻璃分散防止膜 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種玻璃分散防止膜，其包含依序為離形層、膠黏層、基膜層及抗靜電層之層合結構，其中該膠黏層包含由膠黏劑共聚物與交聯劑交聯製成之丙烯酸系膠黏劑，該膠黏劑共聚物係由單體、共單體及含官能基單體所構成。玻璃分散防止膜可防止顯示器玻璃分散(即使出現玻璃破裂時)，其不包括離形層時之厚度為15μm，霧度為小於5%，因此可以併入顯示器裝置中，並進行有效率之檢驗程序。

Description

平板顯示器之玻璃分散防止膜
本發明係關於玻璃分散防止膜，更特定言之係有關不包括離形層時之總厚度為小於15微米(μm)且因此可併入顯示器裝置中之玻璃分散防止膜。
此外，本發明係有關一種玻璃分散防止膜，用於防止併入平板顯示器(如：液晶(LC)顯示器、電漿顯示器、有機電致發光(EL)顯示器，等等)中之玻璃基材在加工或運輸過程中受損，亦防止玻璃分散。
玻璃由於具有高度之透光率、阻氣特性及尺寸穩定性，已廣泛用於陰極射線管(CRT)顯示器及平板顯示器，如：LC顯示器、電漿顯示器、有機EL顯示器、場發射顯示器，等等。然而，玻璃具有易碎及容易分散的問題。
為了解決此等問題，已提出許多技術，包括在玻璃上貼上熱塑性樹脂膜。例如：韓國專利申請案公開編號2000-0011455揭示一種具有耐天候性及抗玻璃分散性之玻璃分散防止膜，其中係將聚酯系感壓性膠黏劑塗覆在基膜之一面上，因此膜很容易從玻璃釋離，即使在長期黏著後，該膠黏劑仍然可從 玻璃表面完全移除。然而，此等傳統膜仍不足以防止玻璃分散，且厚度太大無法併入平板顯示器(如：LC顯示器、電漿顯示器、有機EL顯示器，等等)中。
因此，本發明之一目的係提供一種玻璃分散防止膜，使顯示器之薄玻璃基材免於外部傷害之安全問題並可防止玻璃分散，其中該膜之厚度可小於15μm，霧度小於5%及膠黏性為10牛頓(N)/吋。
根據本發明一項態樣，提供一種玻璃分散防止膜，其包含依序為離形層、膠黏層、基膜層及抗靜電層之層合結構，其中該膠黏層包含由膠黏劑共聚物與交聯劑交聯製成之丙烯酸系膠黏劑，該膠黏劑共聚物由下列構成：i)60至80重量%之選自下列各物所組成之群組的單體：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及其混合物；ii)15至35重量%之選自下列各物所組成之群組的共單體：乙酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯醯胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯及其混合物；及iii)1至5重量%之選自下列各物所組成之群組的含官能基單體：甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸羥基丙酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺(methylolacrylamide)、甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來酸酐、甲基反丁烯二酸酐(metaconic anhydride)及其混合物。
較佳地，該玻璃分散防止膜不包括離形層時之總厚度係小於15μm。再者，基膜厚度可為4至10μm，膠黏層厚度可為3至10μm。此外，玻璃分散防止膜之霧度可為小於5%， 且該基膜之霧度可為小於7%。
10‧‧‧基膜層
11‧‧‧抗靜電層
12‧‧‧膠黏層
13‧‧‧離形層
本發明上述及其他目的及特色將由下列本發明說明配合所附圖式更清楚了解，其中：第1圖說明根據本發明一個具體實施例之玻璃分散防止膜的橫切面(10：基膜層，11：抗靜電層，12：膠黏層，13：離形層)。
下文將參考圖式詳細說明本發明。
根據本發明一個具體實施例，玻璃分散防止膜包括依序層壓之離形層13、膠黏層12、基膜層10及抗靜電層11，其中該膠黏層包含丙烯酸系膠黏劑。
膠黏層
玻璃分散防止膜中，膠黏層12較佳包含丙烯酸系膠黏劑，以確保所需之膠黏性。
丙烯酸系膠黏劑之製法可為：(a)由單體、共單體與含官能基單體藉由使用起始劑進行共聚合，得到膠黏劑共聚物；然後(b)由膠黏劑共聚物與交聯劑及添加劑交聯，得到丙烯酸系膠黏劑。
膠黏劑共聚物中，該單體可選自下列各物所組成之群組：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及其混合物。該單體之較佳含量為佔膠黏劑共聚物重量之60至80重量%。若其含量在上述範圍內時，該丙烯酸系膠黏劑可以更快速施用且可更改進其加工性。
該共單體可選自下列各物所組成之群組：乙酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯醯胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯 及其混合物。該共單體之較佳含量為佔膠黏劑共聚物重量之15至35重量%。若其含量符合上述範圍時，可加強該膠黏層之膠黏性。
該含官能基單體可選自下列各物所組成之群組：甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸羥基丙酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來酸酐、甲基反丁烯二酸酐及其混合物。該含官能基單體之較佳含量為佔膠黏劑共聚物重量之1至5重量%。若該含量在上述範圍內時，可以更改進其與基材之膠黏性，並可降低其膠黏性隨時間之變化。
起始劑可選自下列各物所組成之群組：偶氮系化合物，如：2,2-偶氮雙異丁腈及2,2-偶氮雙(2-甲基丙脒)硫酸酯(2,2-azobis(2-methylpropionamidine)sulfate)；過氧化物，如：過硫酸鹽、二-N-辛醯基過氧化物及第三丁基過氧化氫；及其混合物。較佳為2,2-偶氮雙異丁腈。起始劑之較佳含量為佔膠黏劑共聚物重量之0.01至0.5重量%。若該含量在上述範圍內時，由於組份之良好溶解性，可以改進塗層之加工性，並由於儲存模數提高，因此可改進膠黏層之內聚力。
用於交聯反應之交聯劑亦具有提高耐熱性、膠黏性及內聚力之功能，因此膠黏層在高的溫度/濕度條件下具有降低膠黏性變化之優點，並可有效防止玻璃基材受到外部撞擊破裂時之玻璃分散。該交聯劑可選自下列各物所組成之群組：聚異氰酸酯、三聚氰胺、環氧化合物、氮丙啶(aziridine)類、金屬螯合化合物及其混合物。更明確言之，交聯劑可選自下列各物所組成之群組：二甲苯二異氰酸酯、異氰酸酯、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、 酞酸酐、甲基四氫酞酸酐、甲基納迪克酸酐(methylnadic anhydride)、均苯四甲基二酸酐、琥珀酸酐、二異氰酸六亞甲基酯、三伸乙基三聚氰胺、六羥甲基三聚氰胺及其混合物。金屬螯合化合物可由金屬(如：Al、Sn、Fe、Ti及Ni)及螯合劑(如：乙醯乙酸甲酯及乳酸乙酯)所組成。交聯劑包含一或多種此等金屬螯合化合物。
基於100重量份之膠黏劑共聚物，交聯劑之含量為0.1至5.0重量份。當交聯劑含量符合上述範圍時，可充份進行交聯以加強膠黏層之內聚力，可從目標表面上完全移除該膠黏劑，並可改進其可濕性以提高初膠黏性。
加至膠黏劑共聚物中之添加劑可選自下列各物所組成之群組：UV抑制劑、光穩定劑、抗氧化劑及其混合物。更明確言之，UV抑制劑可選自下列各物所組成之群組：苯并三唑類、三類、二苯甲酮及其混合物，光穩定劑可選自下列各物所組成之群組：胺類、苯甲酸酯類及其混合物。基於100重量份之膠黏劑共聚物，添加劑之含量為0.1至3.0重量份，但該含量沒有特別限制，只要不會破壞膠黏層之性質即可。
可使用溶劑來製備丙烯酸系膠黏劑。溶劑可選自下列各物所組成之群組：甲基乙基酮、丙酮、乙酸乙酯、環己烷、正己烷、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、水及其混合物。
膠黏層之形成法為將丙烯酸系膠黏劑施加至目標基材之表面。可採用滾輪塗覆法、凹版塗覆法、反向塗覆法(reverse coating)、噴塗法、浸塗覆法、刮刀式塗覆法、狹縫模具式塗覆(slot die coating)法，等等，以將該丙烯酸系膠黏劑施加至基材上。較佳係採用狹縫模具式塗覆法來形成穩定之塗層。
膠黏層12之厚度可為3至10μm，較佳為4至7μm，以提供薄膜。當厚度在上述範圍內時，更容易確保內聚力並達成所需之膠黏性，並可在切割顯示器之玻璃基材過程中減少例如膜脫落之缺陷。
再者，當以180°從玻璃基材上剝離膠黏層時，該膠黏層之膠黏性可為1至10 N/吋，較佳為3至7 N/吋。若膠黏性在上述範圍內時，可以減少如：玻璃基材在切割期間之邊緣脫落及在膜黏著至玻璃基材期間引入雜質之缺陷。此外，即使因此等缺陷而需再生過程時，該膠黏劑仍可從玻璃表面完全脫除，並減少對基膜之傷害。
離形層
玻璃分散防止膜中，離形層13可包含離形膜，其很容易在膜黏著在顯示器玻璃基材上後脫離，並有保護膠黏層之功能。離形膜可為塗覆有聚矽氧(silicone)系離形組成物之任何膜。
聚矽氧系離形組成物可包含聚矽氧材料、聚矽氧固化劑、催化劑，等等。聚矽氧材料可為乙烯基聚矽氧烷、包含乙烯基之己烯基聚矽氧烷，等等。聚矽氧固化劑可為氫聚矽氧烷，等等。催化劑可為本領域所習知者，例如：Pt螯合化合物。
聚矽氧系離形組成物可為任何型態，如：加成型、縮合型及UV固化型，且不限於任何一種型態。其分子結構可為直鏈或分支鏈結構或兩種。
聚矽氧系離形組成物可使用溶劑稀釋成總固含量(solid content)為0.5至3重量%，以便施加至基膜上。該溶劑沒有限制，只要足以分散固體以施加至基膜上即可。當總固含量在上 述範圍內時，可形成均勻聚矽氧塗層，不會發生膠黏層剝離，且塗層之整平度(leveling)均一，因此可達成均勻厚度。
該包含該聚矽氧系離形組成物之離形層之剝離強度較佳為3至8 gf/吋。離形層實例為可得自Nitto之31B膠帶，或來自SKC哈斯顯示膜股份有限公司(SKC Hass Display Films Co.,Ltd)之RF02N。
基膜層
玻璃分散防止膜中，基膜層10可為透明的，以在顯示器裝置製造後有效率地進行檢驗程序。基膜層可選自下列各物所組成之群組：聚對酞酸乙二酯(PET)膜、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)膜、聚乙烯(PE)膜、矽石(Si)沉積膜、鋁(Al)沉積膜及聚氯乙烯(PVC)膜，較佳為PET膜。
基膜厚度可為4至10μm。若厚度符合上述範圍時，可以確保基膜強度，使其容易在製造過程中達到所需產量，並可製造不包括離形層時之總厚度為小於15μm之玻璃分散防止膜。
基膜層之霧度較佳係小於7%，更佳係1至7%，因此玻璃分散防止膜之總霧度可小於5%，較佳為1至5%。
抗靜電層
玻璃分散防止膜較佳係包含抗靜電層11。該抗靜電層之功能在於防止在將玻璃分散防止膜黏著至玻璃基材上及切割玻璃基材之過程期間因雜質混入而可能發生之缺陷。抗靜電層可形成於基材上之與塗覆膠黏劑表面相異側之表面上。
抗靜電層沒有特別限制，只要其具有充份抗靜電性質即可。較佳者，可藉由塗覆包含導電聚合物之抗靜電組成物來 形成該抗靜電層，以使塗層厚度降至最低。該導電聚合物可選自下列各物所組成之群組：聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚乙烯二氧基噻吩(PEDOT)及其混合物。
該抗靜電組成物中除了導電聚合物外，可進一步包含水性聚胺基甲酸酯樹脂、醇類、及/或蒸餾水，以加強加工性。抗靜電組成物亦可包含水性或有機性結合劑(binder)樹脂，其具有至少一個選自下列各物所組成之群組的官能基：丙烯酸基、胺基甲酸酯基、醯胺基、羥基及矽烷基。抗靜電組成物可進一步包含防水或防積垢添加劑。
性質及效果
不包括離形層之玻璃分散防止膜之總厚度較佳為小於15μm，因為薄顯示器裝置持續增加，且玻璃分散防止膜需能併入此等裝置中。
此外，玻璃分散防止膜之較佳霧度為小於5%，以確保透明度。當此等透明膜併入顯示器裝置中，可以容易進行檢驗。
根據本發明之玻璃分散防止膜由於具抗靜電層，可以有效防止雜質吸附。
再者，膠黏層包含丙烯酸系膠黏劑，藉此確保高透明度、與基材之良好膠黏性並改進耐濕性與耐熱性。
此外，可以將玻璃分散防止膜置於顯示器，因為其不包括離形層時之總厚度係小於15μm。
玻璃分散防止膜可以減少顯示器玻璃基材因受到外部撞擊所造成之破裂，即使玻璃破裂時，亦可防止玻璃分散。
再者，由於玻璃分散防止膜具有小於5%之低霧度， 因此即使在其併入顯示器裝置中後，仍可有效進行檢驗程序。
下文說明本發明之明確實例。該等實例中，採用下列方法測定該等特性。其結果示於下表1中。
1)膠黏性(剝離強度)及可靠度分析
取玻璃分散防止膜黏著在玻璃基材母板上，然後利用一個2kg滾輪進行一次來回滾動以壓迫之，並置於25℃與50% R.H.條件30分鐘。然後利用膠黏性測試器(AR-1000,Chem-instruments)，在剝離速度為300釐米/分鐘(mm/min)及剝離角度為180°之條件下剝離玻璃分散防止膜，以測定膠黏性(N/吋)。用肉眼觀察殘留在玻璃母板上之膠黏劑。
為了測試可靠度，讓膜留在60℃與90%R.H.之條件500小時後，測定膠黏性，並分析膠黏層之電阻/耐濕性。
2)霧度與總透光率之測定
先脫除離形膜後，將玻璃分散防止膜接置於霧度計(NDH-5000,Nippon Denshoku)上，讓其膠黏層面向積分球並將基線設定為於空氣條件，然後測定霧度與總透光率。
製備實施例1：膠黏劑共聚物製法
取70重量份之丙烯酸丁酯、25重量份之甲基丙烯酸甲酯及5重量份之甲基丙烯酸加至含乙酸乙酯與甲苯(1：1，v/v)之溶劑混合物中，並添加0.2重量份之2,2-偶氮雙異丁腈作為起始劑。所得混合物於65℃及氮蒙氣下攪拌以反應7小時，得到膠黏劑共聚物。
製備實施例2：膠黏劑共聚物製法
取70重量份之丙烯酸2-乙基己酯、25重量份之甲 基丙烯酸異癸酯及5重量份之巴豆酸加至乙酸乙酯與甲苯(1：1，v/v)之溶劑混合物中，並添加0.2重量份之2,2-偶氮雙異丁腈作為起始劑。所得混合物於65℃及氮蒙氣下攪拌以反應7小時，得到膠黏劑共聚物。
實施例1：玻璃分散防止膜製法
取100重量份得自製備實施例1之膠黏劑共聚物、0.5重量份之三伸乙基三聚氰胺(作為交聯劑)及1重量份之二苯甲酮(作為UV抑制劑)混合及攪拌30分鐘，得到丙烯酸系膠黏劑。將丙烯酸系膠黏劑施加至已塗覆聚矽氧之離形膜(RF02N,SKC Haas Display Films)上，然後於100℃乾燥2分鐘，得到厚度為4μm之乾燥膠黏層。
取膠黏層層壓在厚度為5.6μm之PET基膜(SC42,SKC)之一表面上。在該基膜之另一表面上塗覆抗靜電組成物，其包含100重量份之水性聚胺基甲酸酯樹脂溶液(Ecoat P-1030,EChem Tech)(固含量為3.5重量%且包含PEDOT)、3重量份之氮丙啶系交聯劑(CX-100,Magtech)、45重量份之蒸餾水及160重量份之甲醇。
取抗靜電層於90℃乾燥2分鐘，得到玻璃分散防止膜，其不包括離形層時之總厚度為9.6μm且表面電阻為107 Ω/m2。
實施例2：玻璃分散防止膜製法
重覆實施例1之製程，但乾燥膠黏層之厚度改設為7μm，得到玻璃分散防止膜，其不包括離形層時之總厚度為12.6μm且表面電阻為107 Ω/m2。
實施例3：玻璃分散防止膜製法
重覆實施例1之製程，但乾燥膠黏層之厚度改設為 9μm，得到玻璃分散防止膜，其不包括離形層時之總厚度為14.6μm且表面電阻為107Ω/m2。
比較實施例1：玻璃分散防止膜製法
取100重量份得自製備實施例2之膠黏劑共聚物、0.2重量份之甲苯二異氰酸酯(AL,Saiden Chemical Co.Ltd.)及1重量份之二苯甲酮混合及攪拌30分鐘，得到丙烯酸系膠黏劑。取該丙烯酸系膠黏劑施加至已塗覆聚矽氧之離形膜(RF02N,SKC Haas Display Films)上，然後於100℃乾燥2分鐘，得到厚度為7μm之乾燥膠黏層。
取膠黏層層壓在厚度為5.6μm之PET基膜(SC42,SKC)之一個表面上，得到玻璃分散防止膜，其不包括離形層時之總厚度為12.6μm。
比較照實施例2：玻璃分散防止膜製法
重覆實施例1之製程，但改用得自製備實施例2之膠黏劑共聚物作為膠黏劑共聚物，改用0.2重量份之甲苯二異氰酸酯(AL,Saiden Chemical Co.Ltd.)作為交聯劑，且乾燥膠黏層之厚度改設為10μm，得到玻璃分散防止膜，其不包括離形層時之總厚度為15.6μm，且表面電阻為107 Ω/m2。
如表1所示，根據本發明實施例1至3之玻璃分散防止膜在可靠度測試後僅有微幅之膠黏性變化，再者，此玻璃分散防止膜即使已併入裝置中，但因其高總透光率及低霧度，仍可進行檢驗。此外當膠黏層之厚度增加時，初膠黏性亦提高。
同時，由於比較實施例1與2之玻璃分散防止膜使用具有低玻璃轉移溫度之單體及包含羥基之含官能基單體，因而無法得到所需膠黏性，因此該膜可能在切割母板期間出現不期望之脫離現象。此外，比較實施例1之玻璃分散防止膜由於基膜表面粗糙造成之光散射，而具有低的總透光率及高霧度，因為抗靜電塗層未在PET基材之相異側表面上形成，因此使其很難進行檢驗程序，以致該膜無法應用在顯示器裝置上。
因此，根據本發明實施例1至3之玻璃分散防止膜因其優異之光學特性與膠黏特性，可非常有效保護顯示器之玻璃母板。
10‧‧‧基膜層
11‧‧‧抗靜電層
12‧‧‧膠黏層
13‧‧‧離形層

Claims (9)

  1. 一種玻璃分散防止膜，其包含依序為離形層、膠黏層、基膜層及抗靜電層之層合結構，其中該膠黏層包含由膠黏劑共聚物與交聯劑交聯製成之丙烯酸系膠黏劑，該膠黏劑共聚物由下列構成：i)60至80重量%之選自下列各物所組成之群組之單體：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及其混合物；ii)15至35重量%之選自下列各物所組成之群組之共單體：乙酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯醯胺、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯及其混合物；及iii)1至5重量%之選自下列各物所組成之群組之含官能基單體：甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸羥基乙酯、甲基丙烯酸羥基丙酯、甲基丙烯酸二甲基胺基乙酯、丙烯醯胺、羥甲基丙烯醯胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯、馬來酸酐、甲基反丁烯二酸酐(metaconic anhydride)及其混合物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃分散防止膜，其中該交聯劑係選自下列各物所組成之群組：聚異氰酸酯、三聚氰胺、環氧化合物、氮丙啶類、金屬螯合化合物及其混合物。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之玻璃分散防止膜，其中基於100重量份該膠黏劑共聚物，該交聯劑之用量為0.1至5.0重量份。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃分散防止膜，其中該膠黏層之膠黏性為1至10 N/吋。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃分散防止膜，其中該基膜係選自下列各物所組成之群組：聚對酞酸乙二酯(PET)膜、聚萘 二甲酸乙二酯(PEN)膜、聚乙烯(PE)膜、矽石(Si)沉積膜、鋁(Al)沉積膜及聚氯乙烯(PVC)膜。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃分散防止膜，其中該基膜之厚度為4至10μm，及霧度為小於7%。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃分散防止膜，其中該離形層之剝離強度為3至8 gf/吋。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃分散防止膜，其中該玻璃分散防止膜之霧度為小於5%。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之玻璃分散防止膜，其中該抗靜電層包含選自下列各物所組成之群組之導電聚合物：聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚乙烯二氧基噻吩及其混合物。
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