TW201428332A - 硬塗層偏光板的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種硬塗層偏光板的製造方法。該方法包含步驟：(a)將用於形成硬塗層的一組合物塗佈於一纖維素基樹脂膜的一表面上以形成一塗層；(b)將一離型膜結合至纖維素基樹脂膜上的塗層；(c)將該離型膜所結合的該塗層固化以形成一硬塗層；(d)將層壓結合於硬塗層與離型膜之下的該纖維素基樹脂膜皂化；及(e)將一偏光器結合至該皂化的纖維素基樹脂膜的另一表面上。

Description

硬塗層偏光板的製造方法
本發明關於一種硬塗層偏光板的製造方法。
液晶顯示器層壓結合了具有較高價格的光學薄膜，比如偏光器。此處，偏光器在與液晶單元的組裝過程、結合過程及運輸和配送過程中可能會受損或受污染。
因為偏光器微小的損壞及故障，導致液晶顯示器的瑕疵，偏光器保護膜層壓結合至偏光器的表面上，以防止瑕疵的發生。此外，一層硬塗層形成於光器保護膜的表面上，以改善偏光器保護膜的硬度。
關於製造具有硬塗層之偏光板的方法，韓國專利註冊第1,036,735揭露將用於形成硬塗層的一種組合物，塗佈於偏光器保護膜表面上以形成一塗層，接著將該塗層光固化。這種方法傳統上被用來形成一層硬塗層。由此製造出的偏光器保護膜是經過皂化的，並與偏光器黏結。
同時，依照上述傳統的製造方法，捲邊現象可能會引致硬塗膜的末端捲起。特別是當硬塗膜的厚度增厚以改善其硬度時，捲邊現象變得更糟糕。在固化製程中，組合物的固化收縮與熱液收縮增加，會導致這種現象。當發生捲曲時，保護膜與偏光器難以彼此黏合，更嚴重的情況是可能會產生裂紋。
此外，當保護膜的表面皂化以改進與偏光板的黏著強度時，該硬塗層的表面可能會皂化。硬塗層的損害可能會減少硬塗層的接觸角及降低硬塗層的抗劃傷性，且因而惡化偏光板的品質。
本發明的一種態樣是提供一種硬塗層偏光板的製造方法，該方法能在當一硬塗層形成於一保護膜上時，顯著減少纖維素基樹脂膜捲曲的發生，從而促進一偏光器與該纖維素基樹脂膜結合，且能減少因皂化處理溶液，硬塗層表面的損害，從而提高硬塗層偏光板的抗劃傷性與表面硬度。
根據本發明的一種態樣，一種硬塗層偏光板的製造方法提供於此。該方法包含步驟：(a)將用於形成硬塗層的一組合物塗佈於一纖維素基樹脂膜的一表面上以形成一塗層；(b)將一離型膜結合至纖維素基樹脂膜上的塗層；(c)將該離型膜所結合的該塗層固化以形成一硬塗層；(d)將層壓結合於硬塗層與離型膜之下的該纖維素基樹脂膜皂化；及(e)將一偏光器結合至該皂化的纖維素基樹脂膜的另一表面上。
本發法可進一步於步驟(e)之前或之後包含步驟：(f)由硬塗層上剝離該離型膜。
用於形成硬塗層的組合物可包含一光固化型透光樹脂與一引發劑，且可進一步包含至少一選自於由一溶劑、一抗氧化劑、一紫外線吸收劑、一光穩定劑、一勻染劑、一表面活性劑與一防污劑所組成的群組。
塗層的厚度可為10~40μm。
硬塗層偏光板的表面硬度可為4H或更高。
依照本發明的實施例，一種硬塗層偏光板的製造方法提供於此，該方法包括：(a)將用於形成硬塗層的一組合物塗佈於一纖維素基樹脂膜的一表面上以形成一塗層；(b)將一離型膜結合至纖維素基樹脂膜上的塗層；(c)將該離型膜所結合的該塗層固化以形成一硬塗層；(d)將層壓結合於硬塗層與離型膜之下的該纖維素基樹脂膜皂化；及(e)將一偏光器結合至該皂化的纖維素基樹脂膜的另一表面上。
在下文中，本發明將進一步詳細地描述，但該描述僅僅是用於說明本發明，而不是用來限制本發明的範圍。
首先，用於形成硬塗層的一組合物形成於一纖維素基樹脂膜表面以形成一塗層(步驟(a))。
纖維素基樹脂由纖維素與脂肪酸酯所組成。纖維素基樹脂的具體例子可包括三醋酸纖維素樹脂、二醋酸纖維素樹脂、三丙酸纖維素樹脂、二丙酸纖維素樹脂等等。由於其優異的透明性和黏結性，在這之中，三醋酸纖維素樹脂是較好的。
纖維素基樹脂膜的厚度可為30~100μm，更好是40~80μm。
塗層包含用於形成硬塗層的組合物。該塗層藉塗佈用於形成硬塗層的組合物於該纖維素基樹脂膜上而形成。此外，用於形成硬塗層的組合物包含光固化型透光樹脂與引發劑。
透光樹脂可包括光固化性(甲基)丙烯酸酯低聚物與單體， 其可以被單獨使用，或二或三者以上結合使用。
光固化性(甲基)丙烯酸酯低聚物的例子可包含環氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸(甲基)丙烯酸酯等等。其中，使用氨基甲酸(甲基)丙烯酸酯較好。
氨基甲酸(甲基)丙烯酸酯可藉使用具有一羥基在其分子中的多官能(甲基)丙烯酸酯，與一種具有異一氰酸酯基在其分子中的化合物，在催化劑的存在下而製備。
具有一羥基在其分子中的(甲基)丙烯酸之具體例子可以是一或多個選自由2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基異丙基(甲基)丙烯酸、4-羥丁基(甲基)丙烯酸酯、己內酯開環羥基丙烯酸、季戊四醇三/四(甲基)丙烯酸酯混合物，及一雙季戊四醇五/六(甲基)丙烯酸酯混合物所組成的群組。
具有一異氰酸酯基在其分子中的化合物的具體例子可以是一或多個選自由1,4-二異氰酸根合丁烷、1,6-二異氰酸酯、1,8-二異氰酸根合辛烷、1,12-二異氰酸根合癸烷、1,5-異氰酸根合-2-甲基戊烷、三甲基-1,6-二異氰酸根合己烷、1,3-雙(異氰酸根合甲基)環己烷、反式-1,4-環己烯二異氰酸酯、4,4'-亞甲基雙(環己基異氰酸酯)、異佛爾酮二異氰酸酯、甲苯-2,4-二異氰酸酯、甲苯-2,6-二異氰酸酯、二甲苯基-1,4-二異氰酸酯、四甲基-1,3-二異氰酸酯、1-氯甲基-1,4-二異氰酸酯、4,4'-亞甲基雙(2,6-二甲基苯基異氰酸酯)、4,4'-氧雙(異氰酸苯酯)、來自六亞甲基二異氰酸酯的三官能的二異氰酸及甲苯二異氰酸酯的三羥甲基丙烷加成物所組成的群組。
關於單體，任何傳統上能使用的單體皆能被使用。例如，具 有如一光固化性官能基、一不飽和基團，如(甲基)丙烯醯基、一乙烯基、一苯乙烯基、一烯丙基等等的單體，可以被使用。其中，具有(甲基)丙烯醯基的單體較好。
具有(甲基)丙烯醯基的單體可以是一或多個選自由新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(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、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、1,2,4-環己烷四(甲基)丙烯酸酯、五甘油三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇六三(甲基)丙烯酸酯、雙(2-羥乙基)異氰脲酸酯二(甲基)丙烯酸酯、羥乙基(甲基)丙烯酸酯、羥丙基(甲基)丙烯酸酯、羥丁基(甲基)丙烯酸酯、異辛基(甲基)丙烯酸酯、異癸基(甲基)丙烯酸酯、硬脂基(甲基)丙烯酸酯、四氫糠基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯及異冰片(甲基)丙烯酸酯所組成的群組。
關於引發劑，任一種可以使用在本領域中的皆可使用，沒有限制。引發劑的例子可以是至少一種選自由2-甲基-1-4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1、二苯甲酮芐基二甲基縮酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、4-羥基環己基苯基酮、二甲氧基-2-苯基苯乙酮、蒽醌、三苯胺、咔唑、芴、3-甲基苯乙酮、4-氯乙醯苯酮、4,4-二甲氧基苯乙酮、4,4-二氨基二苯甲酮、 1-羥基環己基苯基酮及二苯甲酮所組成的群組。
引發劑含量最好可以在基於100份用於形成硬塗層的組合物全部重量之0.1到10重量百分比。引發劑小於0.1重量百分比，固化速度會慢。引發劑超過10重量百分比，可能會導致抗眩硬塗層過度固化。
除了該透光樹脂與引發劑外，用於形成硬塗層的組合物可進一步包含一溶劑。
關於溶劑，在本領域中任何已知溶劑，可使用在用於形成塗層的組合物上的，皆可使用而無限制。溶劑的具體例子可以是至少一選自由醇類(甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑等)、酮類(甲基乙基酮、甲基丁基酮、甲基異丁基酮、二乙基酮、二丙基酮、環己酮等)、己烷類(己烷、庚烷、辛烷等)及苯類(苯、甲苯、二甲苯等)所組成的群組。
溶劑含量可包含在基於100份用於形成硬塗層的組合物全部重量之10到95重量百分比。如果溶劑含量小於10重量百分比，因為粘度高而可能劣化加工性。如果超過95重量百分比，溶劑可能造成固化過程非常耗時，因而降低經濟上的可行性。
塗佈方法沒有特別的限制。因此，模具塗佈、氣刀塗佈、逆轉輥塗佈、刮刀塗佈、流延塗佈、凹版塗佈等等可被使用。
必要時，在塗佈過程之後增加乾燥過程。乾燥過程可藉自然乾燥、空氣乾燥、加熱乾燥等進行。最好可以使用加熱乾燥。舉例而言，加熱乾燥過程可以在20至80℃間，進行1~10分鐘。
塗層的厚度一般可以在500μm或更小，最好是10~40μm。 如果塗層厚度小於10μm，硬度可能會降低。如果塗層厚度大於40μm，儘管離型膜存在，當用於形成硬塗層的組合物所形成的塗層固化時，捲曲現象可能會發生。這種捲曲發生情況可能造成偏光器結合困難，且可能惡化偏光板的品質。
接著，一離型膜結合至纖維素基樹脂膜上的塗層(步驟(b))。
離型膜旨在固化過程與皂化過程中，保護該硬塗層。只要離型膜是傳統上使用在本領域中的，離型膜的種類沒有特別的限定。
特別是聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯、聚-4-甲基-1-戊烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物等等的聚烯烴類薄膜；聚乙烯對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯萘二甲酸、聚對苯二甲酸等等的聚酯類薄膜；聚苯乙烯類薄膜；尼龍6、部分芳香族聚醯胺等等的聚醯胺類薄膜；聚氯乙烯薄膜；聚偏二氯乙烯薄膜；聚碳酸酯薄膜等等，可被使用。進一步，它們可藉剝離劑，被適當地進行脫模處理，該剝離劑比如像是有機矽系、氟系與二氧化矽粉末。
接著，離型膜結合的塗層固化，以形成一硬塗層(步驟(c))。接著，層壓結合於硬塗層與離型膜之下的纖維素基樹脂膜皂化(步驟(d))。
因為當離型膜結合至塗層的表面時固化進行，儘管固化後用於形成硬塗層的組合物體積減少，纖維素基樹脂膜(硬塗層貼附於該纖維素基樹脂膜之上)固化發生情形能降低。進一步，因為離型膜層壓結合於硬塗層上，甚至是在固化的時間，硬塗層不會被損害。
最後，一偏光器結合至該皂化的纖維素基樹脂膜的另一表面 上(步驟(e))。此外，在步驟(e)之前或之後，離型膜從該硬塗層上剝離(步驟(f))。
本發明的硬塗層偏光板結構沒有特別的限制。硬塗保護膜可以層壓結合至偏光器的一表面上，滿足必要光學特性的幾種光學層可層壓結合至該偏光器的另一表面上。例如，保護膜可層壓結合至偏光器的一表面上，除了該硬塗層，一表面處理層，諸如一抗反射層、一抗黏附層、一抗擴散層或一抗眩層，可層壓結合至偏光器的另一表面或傳統的保護膜上。另外，一補償視角的取向液晶層或另一功能層可層壓結合於偏光器或保護膜的至少一表面上。另外，在某些例子中，上述各層可層壓結合於偏光器的二表面上。
以下，本發明將參照之後的實施例和比較例，進行更詳細地說明。下面的實施例僅用於描述，因而不是要限制或限定本發明的範圍。
實例1
在步驟(a)中，用於形成硬塗層的組合物藉使用一PP材料過濾器而過濾，接著塗佈到一80μm厚的三醋酸纖維素膜的一表面上，之後於70℃乾燥2分鐘，用於形成硬塗層的組合物包含10重量百分比的聚氨酯丙烯酸酯(Miwon商業公司，產品：MU9500)、10重量百分比的季戊四醇三丙烯酸酯(Miwon商業公司，產品：M340)、50重量百分比的一納米二氧化矽溶膠(催化劑化學公司，V8802(12nm，固態含量：40%))、20重量百分比的甲基乙基酮(DaeJung化學與金屬公司)、7重量百分比的丙二醇單甲醚(DaeJung化學與金屬公司)、2.5重量百分比的一光引發劑(Siba公司，產品：I=184)及0.5重量百分比的一勻染劑(BYK化學公司，產品：BYK3570)。 此處，乾燥後塗層厚度為10μm。
在步驟(b)中，一矽離型膜(Lintec公司，產品：PET3811)結合到三醋酸纖維素膜的塗層上。在步驟(c)中，離型膜結合的塗層藉由被500mJ/cm2不可分割光線中的紫外光照射而固化，藉此以形成一硬塗層。
接著，在步驟(d)中，硬塗層與離型膜層壓結合於其上的三醋酸纖維素膜，藉由浸泡於5N氫氧化鉀溶液中30秒而皂化，並接著於80℃烤箱中乾燥2分鐘，以移除濕氣。接著，在步驟(e)中，一聚醋酸乙烯酯偏光器藉使用改性聚乙烯醇系黏著劑，結合至皂化的三醋酸纖維素膜的另一表面上。此後，在步驟(f)中，結合至塗層的離型膜自該硬塗層剝離。
實例2
一硬塗層偏光板由相同於實例1的方法所製造，除了塗層的厚度為40μm。
實例3
一硬塗層偏光板由相同於實例1的方法所製造，除了塗層的厚度為45μm。
實例4
一硬塗層偏光板由相同於實例1的方法所製造，除了三醋酸纖維素膜的厚度為40μm。
實例5
一硬塗層偏光板由相同於實例1的方法所製造，除了步驟(f)在步驟(e)之前實施。
比較實例1
一硬塗層偏光板由相同於實例2的方法所製造，除了步驟(b)與(f)沒執行(固化與皂化的步驟執行於離型膜還沒結合到塗層時)。
比較實例2
一硬塗層偏光板由相同於實例2的方法所製造，除了步驟(f)在步驟(c)之後執行(皂化的步驟執行於離型膜還沒結合到塗層時)。
實驗實例
由上述實例及比較實例所製造的抗眩硬塗層膜的物理性質量測如下，結果表列於表1中。量測與評估如下。
(1)鉛筆硬度評估
依照JIS K5600規範，量測藉使用鉛筆硬度測試儀(SukBo科學公司)而進行。鉛筆固定於45度上並施加500g重量，並接著在該表面上移動。依照鉛筆硬度，用肉眼觀察表面，以決定是否刮痕產生於該表面上。
(2)捲曲評估
一個由A4尺寸(29.7cm X 21.0cm)剪下的方形樣品置於一平板玻璃板上，薄膜有塗佈的表面朝上。樣品四個角距離方玻璃版的高度於25℃及50%相對溼度下被量測，平均該些量測值。
[評估]
非常好：0~15mm
好：15~30mm
差：30~50mm
非常差：50mm或更高
(3)抗劃傷性評估
鋼絲絨裝設在一台摩擦測試儀(KPD-301，Kipae E&T公司)上。在1kg載重下，鋼絲絨來回移動10次，計算產生的刮痕數目。
[評估]
A：0~10
B：11~20
C：20或更多
由上面表1可以確認實例中，相較於比較實例，固化後捲曲發生的程度降低，硬塗層表面的損害程度在皂化後減少。
如上所述，依照本發明的製造抗眩型硬塗層膜方法，當硬塗層形成於纖維素基樹脂膜上時，纖維素基樹脂膜捲曲的發生能被降低，從而促進偏光器與纖維素基樹脂膜的結合。當維素基樹脂膜的表面皂化時，硬塗層的表面能免於受損，從而提供具有優異表面硬度的硬塗層偏光板。

Claims (6)

  1. 一種硬塗層偏光板的製造方法，包含步驟：(a)將用於形成硬塗層的一組合物塗佈於一纖維素基樹脂膜的一表面上以形成一塗層；(b)將一離型膜結合至纖維素基樹脂膜上的塗層；(c)將該離型膜所結合的該塗層固化以形成一硬塗層；(d)將層壓結合於硬塗層與離型膜之下的該纖維素基樹脂膜皂化；及(e)將一偏光器結合至該皂化的纖維素基樹脂膜的另一表面上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步於步驟(e)之前或之後包含步驟：(f)由硬塗層上剝離該離型膜。
  3. 如申請專利範圍第1或第2項所述之方法，其中該用於形成硬塗層的組合物包含一光固化型透光樹脂與一引發劑。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該用於形成硬塗層的組合物進一步包含至少一選自於由一溶劑、一抗氧化劑、一紫外線吸收劑、一光穩定劑、一勻染劑、一表面活性劑與一防污劑所組成的群組。
  5. 如申請專利範圍第1或第2項所述之方法，其中該塗層的厚度為10~40μm。
  6. 如申請專利範圍第1或第2項所述之方法，其中該硬塗層偏光板的表面硬度為4H或更高。
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