TW201500486A - 光固化塗膜、偏光板及顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供最大撓曲負載(Fmax)為1.5至3.5N之光固化塗膜、包括該塗膜之偏光板及顯示裝置。本發明之光固化塗膜具有極佳撓曲誘發裂紋及基板破裂性質，以及良好光學及機械性質，且可用作該偏光板之保護膜。

Description

光固化塗膜、偏光板及顯示裝置
本發明係關於光固化塗膜、偏光板及顯示裝置。具體而言，本發明提供顯示極佳撓曲誘發裂紋及基板破裂性質以及良好光學及機械性質之光固化塗膜，及包括該塗膜之偏光板或顯示裝置。
偏光膜一般用於顯示裝置(例如液晶顯示器、電致發光(EL)顯示器、電漿顯示器(PD)及場發射顯示器(FED))中，且係藉由在基於聚乙烯醇之樹脂膜上吸附並定向二色著色劑(例如碘)或二色染料來產生。偏光膜可在其至少一側上經黏著層塗佈，然後可將包含三乙醯纖維素(TAC)等之保護膜附著至黏著層以形成用於液晶顯示器等之偏光板。
偏光板可包括塗膜(例如硬塗膜、防眩光膜及抗反射膜)以改良偏光板之性質。塗膜較佳具有高透明度、低濁度、高硬度、良好抗刮痕性及在製程期間或在製程後不出現裂紋。
然而，若使用丙烯酸共聚物基板作為供表面處理之基板，則具有功能性塗層之膜具有撓曲誘發裂紋及基板破裂問題。該等問題可在產生偏光板之捲對捲製程期間引起破裂，且塗膜之裂紋及基板破裂在所產生偏光板之處置中可降低產率。
朝鮮專利公開案第10-1127952號揭示光學硬塗膜，其顯示改良之 撓性及光學及機械性質。所揭示光學硬塗膜係由透明塑膠膜之基板層或基板以及在基板層至少一側上之硬塗層組成。硬塗層包含固化的UV固化樹脂組成物，且該UV固化樹脂組成物含有2個以上官能團之含有乙二醇之丙烯酸酯單體、多官能丙烯酸酯單體及多官能胺基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物中之至少一者以及二氧化矽微粒。然而，所揭示光學硬塗膜之問題在於其物理性質在丙烯酸膜基板上降格。
本發明之目標係提供光固化塗膜，其顯示極佳撓曲誘發裂紋及基板破裂性質，以及良好光學及機械性質。
本發明之另一目標係提供包括該塗膜之偏光板。
本發明之另一目標係提供包括該塗膜之顯示裝置。
本發明提供光固化塗膜，其最大撓曲負載(Fmax)為1.5至3.5N。
在本發明之一個實施例中，光固化塗膜在透明基板之至少一側上包括包含光可固化塗料組成物之固化產物之塗層。
本發明進一步提供包括該塗膜之偏光板。
本發明進一步提供包括該塗膜之顯示裝置。
本發明之光固化塗膜具有極佳撓曲誘發裂紋及基板破裂性質，亦即極佳撓曲抗性、高透明度、低濁度、高硬度及良好抗刮痕性。因此，光固化塗膜可有效用作偏光板之保護膜。
[最佳模式]
下文中更詳細地闡述本發明。
本發明之一個實施例係關於光固化塗膜，其最大撓曲負載(Fmax)為1.5至3.5N。
在本發明中，最大撓曲負載(Fmax)係在塗膜因塗膜撓曲而同時出現裂紋及基板破裂時之負載值。在本發明中，量測塗膜之最大撓曲負載(Fmax)之方法並無具體限制。舉例而言，其可藉由下文所述實驗實例中呈現之方法來量測。
在本發明之一個實施例中，將光固化塗膜之最大撓曲負載(Fmax)調節至1.5至3.5N範圍以改良撓曲誘發裂紋及基板破裂性質以及光學及機械性質。
根據本發明一個實施例之光固化塗膜可包含透明基板；及在透明基板之一側或兩側上形成且包含光可固化塗料組成物之固化產物之塗層。
用於產生本發明之一個實施例之光固化塗膜之光可固化塗料組成物可包含各種組份，只要塗膜之最大撓曲負載(Fmax)為1.5至3.5N即可。
在本發明之一個實施例中，光可固化塗料組成物可包括光可固化(甲基)丙烯酸酯寡聚物及單體。
光可固化(甲基)丙烯酸酯寡聚物可為選自由以下組成之群之一或多者：環氧(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及聚酯(甲基)丙烯酸酯。舉例而言，光可固化(甲基)丙烯酸酯寡聚物可包括胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯與聚酯(甲基)丙烯酸酯之混合物。
胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯可根據業內已知方法藉由使具有羥基之多官能(甲基)丙烯酸酯與具有異氰酸酯基團之化合物在觸媒存在下反應來產生。具有羥基之多官能(甲基)丙烯酸酯之實例可為選自由以下組成之群之一或多者：2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基異丙基(甲基)丙烯酸酯、4-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、己內酯開環羥基丙烯酸酯、新戊四醇三/四(甲基)丙烯酸酯混合物及二新戊四醇五/六(甲基)丙烯酸酯混合物。同樣，具有異氰酸酯基團之化合物之實例可為選自 由以下組成之群之一或多者：1,4-二異氰酸根丁烷、1,6-二異氰酸根己烷、1,8-二異氰酸根辛烷、1,12-二異氰酸根十二烷、1,5-二異氰酸根-2-甲基戊烷、三甲基-1,6-二異氰酸根己烷、1,3-雙(異氰酸根甲基)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-1,4-二異氰酸酯、四甲基二甲苯-1,3-二異氰酸酯、1-氯甲基-2,4-二異氰酸酯、4,4`-亞甲基雙(2,6-二甲基苯基異氰酸酯)、4,4`-氧基雙(苯基異氰酸酯)、衍生自六亞甲基二異氰酸酯之三官能異氰酸酯及甲苯二異氰酸酯之三甲烷丙醇加成物。
聚酯(甲基)丙烯酸酯可根據業內已知方法藉由使聚酯多元醇與丙烯酸反應來產生。例如，聚酯(甲基)丙烯酸酯可為(但不限於)選自由以下組成之群之一或多者：聚酯丙烯酸酯、聚酯二丙烯酸酯、聚酯四丙烯酸酯、聚酯六丙烯酸酯、聚酯新戊四醇三丙烯酸酯、聚酯新戊四醇四丙烯酸酯及聚酯新戊四醇六丙烯酸酯。
本發明之光可固化塗料組成物可包括相對於以光可固化塗料組成物之固體計之100重量份數，數量為92至99重量份數之光可固化(甲基)丙烯酸酯寡聚物。若光可固化塗料組成物包括數量少於92重量份數之寡聚物，則可因過度硬化而出現裂紋。若光可固化塗料組成物包括數量大於99重量份數之寡聚物，則物理性質可因未硬化而降低。
在本發明之一個實施例中，光可固化塗料組成物可包括二至五官能聚酯(甲基)丙烯酸酯與二至六官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之混合物作為光可固化(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
光可固化塗料組成物可包括相對於以光可固化塗料組成物之固體計之100重量份數，數量為20至50重量份數之聚酯(甲基)丙烯酸酯。若光可固化塗料組成物包括數量少於20重量份數之聚酯(甲基)丙烯酸酯，則裂紋性質可降低，且若光可固化塗料組成物包括數量大於 50重量份數之聚酯(甲基)丙烯酸酯，則機械性質可降低。
同樣，光可固化塗料組成物可包括相對於以光可固化塗料組成物之固體計之100重量份數，數量為45至85重量份數之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。若光可固化塗料組成物包括數量少於45重量份數之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯，則機械性質可降低，且若光可固化塗料組成物包括數量大於85重量份數之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯，則裂紋性質可降低。
在本發明之一個實施例中，光可固化塗料組成物包括單體。可使用此領域中已知之任何具有不飽和基團(例如(甲基)丙烯醯基、乙烯基、苯乙烯基及烯丙基)作為光可固化官能團之單體作為單體。根據一個實施例，可使用具有(甲基)丙烯醯基之單體。
舉例而言，具有(甲基)丙烯醯基之單體可為(但不限於)選自由以下組成之群之一或多者：新戊二醇丙烯酸酯、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)丙烯酸酯、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、五聚甘油三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、雙(2-羥基乙基)異氰脲酸酯二(甲基)丙烯酸酯、羥基乙基(甲基)丙烯酸酯、羥基丙基(甲基)丙烯酸酯、羥基丁基(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)丙烯酸酯及異莰醇(甲基)丙烯酸酯。
在光可固化(甲基)丙烯酸酯寡聚物含有聚酯(甲基)丙烯酸酯與胺 基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之混合物之一個實施例中，一定量之胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯可由單體替代。在此一情形中，所得光可固化塗料組成物可具有提高之可加工性及相容性及等效裂紋性質。
在本發明之一個實施例中，光可固化塗料組成物可視情況包括光起始劑及溶劑。
可不受限制地使用此領域中已知的任何光起始劑。具體而言，光起始劑可為選自由以下組成之群之一或多者：羥基酮、胺基酮及氫再捕獲類型。
舉例而言，光起始劑可為選自由以下組成之群之一或多者：2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]2-嗎啉基丙酮-1、二苯基酮、苄基二甲基縮酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-酮、4-羥基環苯基酮、2,2-二甲氧基-2-苯基-苯乙酮、蒽醌、茀、三苯胺、咔唑、3-甲基苯乙酮、4-氯苯乙酮、4,4-二甲氧基苯乙酮、4,4-二胺基二苯基酮、1-羥基環己基苯基酮、二苯基酮及二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)膦氧化物。
光起始劑可以相對於光可固化塗料組成物之100重量份數，0.05至10重量份數之量含於光可固化塗料組成物中。若光起始劑之量小於0.05重量份數，則組成物之固化速率減慢且組成物不完全固化，由此可降低機械性質。若光起始劑之量大於10重量份數，則組成物之裂紋可因組成物過度硬化而出現。
在本發明中可不受限制地使用業內已知的任何溶劑。舉例而言，溶劑可為酮，例如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮及二丙酮醇；酯，例如甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯及乙酸丁酯；含氮化合物，例如硝基甲烷、N-甲基吡咯啶酮及N,N-二甲基甲醯胺；醚，例如二異丙基醚、四氫呋喃、二噁烷及二氧戊環；鹵代烴，例如二氯甲烷、氯仿、三氯乙烷及四氯乙烷；其他溶劑，例如二甲亞碸、碳酸丙烯酯及2-甲氧基乙醇。可使用上述溶劑中之一種或至 少兩種之混合物。舉例而言，溶劑可為選自由以下組成之群之一或多者：乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮及2-甲氧基乙醇。
溶劑可以相對於光可固化塗料組成物之100重量份數，0.1至85重量份數之量含於本發明之光固化塗料組成物中。若溶劑之量小於0.1重量份數，則組成物之可加工性可因高黏度而降低，且若溶劑之量大於85重量份數，則乾燥及固化過程可耗時更長。
在本發明之一個實施例中，光可固化塗料組成物可視情況包括此領域中已知之其他組份，例如抗氧化劑、UV吸收劑、光穩定劑、熱聚合抑制劑、平整劑、表面活性劑、潤滑劑及防污劑。
用於本發明之一個實施例之光固化塗膜之透明基板可為任何透明塑膠膜。例如，透明基板可選自由以下組成之群：具有含有環烯烴之單體單元(例如降莰烯或多環降莰烯單體)之環烯烴衍生物、纖維素(二乙醯纖維素、三乙醯纖維素、乙醯纖維素丁酸酯、異丁基酯纖維素、丙醯纖維素、丁醯纖維素、乙醯丙醯纖維素)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酯、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醚醯亞胺、聚丙烯基、聚醯亞胺、聚醚碸、聚碸、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烷、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯縮醛、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚碸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚胺基甲酸酯及環氧樹脂。此外，透明基板可為未定向或單軸或雙軸定向之膜。
在本發明之一個實施例中，透明基板可為單軸或雙軸定向之聚酯膜，其具有高透明度及耐熱性；環烯烴衍生物膜，其具有高透明度及耐熱性且可對應於膜之放大；三乙醯纖維素膜，其具有透明度且無光學各向異性；或丙烯酸共聚物膜，其具有高透明度及低價格。根據最新市場需求，透明基板可為具有高透明度及低價格之丙烯酸共聚物 膜。
透明基板之厚度不受限制，但其可為8至1000μm，尤其為20至150μm。若透明基板之厚度小於8μm，則膜強度可降低，從而使得可處理性劣化。若透明基板之厚度大於1000μm，則透明度可降低或偏光板之重量可較高。
根據本發明一個實施例之塗膜可用藉由以下方式形成之塗層來產生：在透明基板之一側或兩側上施加光可固化塗料組成物，且使所施加組成物固化。
可使用業內已知之方法將光可固化塗料組成物塗佈於透明基板上，例如狹縫塗佈器、氣刀、逆轉輥、噴霧塗佈、刮塗、澆鑄、凹版塗佈、微凹版塗佈及旋塗。
在將光可固化塗料組成物施加於透明基板上之後，其可藉由使揮發性材料在30至150℃下汽化10秒至1小時或30秒至30分鐘來乾燥，然後可藉由用UV光輻照來固化。UV光之劑量可為(例如)約0.01至10J/cm2或約0.1至2J/cm2。
欲形成之塗層之厚度可為(例如)2至30μm或3至15μm。在此一情形中，可獲得具有極佳硬度性質之塗層。
本發明之一個實施例係關於包括上述塗膜之偏光板。根據本發明一個實施例之偏光板可藉由在偏光膜之至少一側上層壓塗膜來產生。
舉例而言，偏光膜可包括(但不限於)藉由在親水聚合物膜(例如聚乙烯醇膜及部分水解之乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜)上吸附諸如碘或二色染料等二色材料產生之單軸定向膜，及定向多烯膜(例如去水聚乙烯醇及去氫氯化聚氯乙烯)。偏光膜之一個實施例可包括聚乙烯醇膜及諸如碘等二色材料。偏光膜之厚度可為(但不限於)約5至80μm。
本發明之一個實施例係關於具有上述塗膜之顯示裝置。顯示裝 置可包括具有本發明塗膜之偏光板，其顯示極佳可見性。在另一實施例中，本發明塗膜可附著於顯示裝置之窗上。
根據本發明一個實施例之塗膜可用於反射、透射或半透射LCD、或TN類型、STN類型、OCB類型、HAN類型、VA類型或IPS類型LCD中。同樣，根據本發明一個實施例之塗膜可用於多種顯示裝置中，例如電漿顯示器、場發射顯示器、有機EL顯示器、無機EL顯示器及電子紙(E-paper)。
藉由以下實例、比較實例及實驗實例進一步闡釋本發明，該等實例不欲視為限制本發明之範圍。
實例1至4及比較實例1至5：光固化塗膜之製備.
光可固化塗料組成物係藉由以下表1中所列示比率(單位：重量%)混合各組份來製備。
上文表1中之每一組份如下。
胺基甲酸酯丙烯酸酯：胺基甲酸酯六丙烯酸酯(PU610)
聚酯丙烯酸酯：聚酯四丙烯酸酯(PS420)
單體：新戊四醇三丙烯酸酯(M340)
溶劑：甲基乙基酮、2-甲氧基乙醇
光起始劑：1-羥基環己基苯基酮
添加劑：經修飾矽聚合物(BYK-3530)
將如上文所述之每一光可固化塗料組成物攪拌1小時，用邁耶(mayer)棒(一種凹版塗佈器)以6μm厚度施加於透明基板膜(80μm,PMMA)上，在70℃下乾燥1分鐘，且用500mJ/cm2固化以產生塗膜。
實驗實例1：
如下所述測試上文實例及比較實例中製備之每一塗膜，且測試結果顯示於表2中。
(1)總透射率
塗膜之總透射率及總濁度係使用分光光度計(HZ-1,SGA,Japan)以朝向光源(D65)之PMMA側來量測。
(2)鉛筆硬度
塗膜之鉛筆硬度係在500g負載下在塗膜表面上使用鉛筆硬度測試儀(PHT,Sukbo Science,Korea)來量測。鉛筆得自Mitsubishi，且用每支鉛筆量測5次鉛筆硬度。將兩道或更多道刮痕確定為缺陷，且記錄所用鉛筆在即將出現該缺陷之前之硬度作為鉛筆硬度。
刮痕0：合格
刮痕1：合格
兩道或更多道刮痕：不良
(3)抗刮痕性
塗膜之抗刮痕性係使用鋼絲絨測試儀(WT-LCM100,Protec,Korea)以10個在1kg/(2cm×2cm)下之往復運動週期來測試。使用#0000作為鋼絲絨。
A：刮痕為零。
A`：刮痕為1至10
B：刮痕為11至20
C：刮痕為21至30
D：刮痕為31或更多。
(4)黏附
在藉由於塗膜之組成物施加側上以一(1)mm間隔垂直且水平描繪十一(11)根線條來製備100個正方形後，使用帶(CT-24,Nichiban,Japan)實施3次拆離測試。對該100個正方形測試三次以測定平均黏附值。
黏附=n/100
n：未拆離正方形數目。
100：正方形總數
因此，100/100之值指示100個正方形皆未拆離。
(5)撓曲抗性
塗膜之最大撓曲負載(Fmax)係用通用測試機(Universal Testing Machine 5567,Instron)來量測。撓曲測試係使用板對板夾具以撓曲模式來實施。
具體而言，樣品大小為20mm×40mm(寬度×長度)，且將樣品之每一端固定至每一板上。板對板間隔為35mm，且樣品之每一端與每一板之中心處相隔20mm。略微彎曲膜之塗層朝向外側。撓曲測試係以20mm/分鐘之速率來實施。彎曲塗膜以根據時間減小其曲率。在塗膜同時出現裂紋及基板破裂時，記錄最大撓曲負載(Fmax)值。
如上文表2中所列示，本發明實例1至4之光固化塗膜顯示極佳撓曲抗性，同時維持光學及機械性質。
與之相比，比較實例1至5之塗膜具有降低之機械強度及撓曲抗性。
儘管已顯示並闡述本發明之具體實施例，但熟習此項技術者應理解，不欲將本發明限制於較佳實施例，且對於熟習此項技術者顯而易見，可在不背離本發明之精神及範圍之情況下作出多種改變及修改。
因此，本發明之範圍欲藉由隨附申請專利範圍及其等效內容來界定。

Claims (14)

  1. 一種光固化塗膜，其最大撓曲負載(Fmax)為1.5至3.5N。
  2. 如請求項1之光固化塗膜，其中該光固化塗膜包含透明基板；及在該透明基板之一側或兩側上形成且包含光可固化塗料組成物之固化產物之塗層。
  3. 如請求項2之光固化塗膜，其中該光可固化塗料組成物包含光可固化(甲基)丙烯酸酯寡聚物及單體。
  4. 如請求項3之光固化塗膜，其中該光可固化(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯與聚酯(甲基)丙烯酸酯之混合物。
  5. 如請求項3之光固化塗膜，其中該光可固化塗料組成物包含相對於以該光可固化塗料組成物之固體計之100重量份數，數量為92至99重量份數之該光可固化(甲基)丙烯酸酯寡聚物。
  6. 如請求項3之光固化塗膜，其中該光可固化(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含二至五官能聚酯(甲基)丙烯酸酯與四至六官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯之混合物。
  7. 如請求項6之光固化塗膜，其中該光可固化塗料組成物包含相對於以該光可固化塗料組成物之固體計之100重量份數，數量為20至50重量份數之該聚酯(甲基)丙烯酸酯及數量為45至85重量份數之該胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。
  8. 如請求項3之光固化塗膜，其中該單體包含具有(甲基)丙烯醯基之單體。
  9. 如請求項7之光固化塗膜，其中該混合物之中一些量之該四至六官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯由單體替代。
  10. 如請求項3之光固化塗膜，其中該光可固化塗料組成物進一步包 含光起始劑及溶劑。
  11. 如請求項10之光固化塗膜，其中該光可固化塗料組成物包含相對於該光可固化塗料組成物之100重量份數，數量為0.05至10重量份數之該光起始劑及數量為0.1至85重量份數之該溶劑。
  12. 如請求項2之光固化塗膜，其中該透明基板包含丙烯酸共聚物膜。
  13. 一種偏光板，其包括如請求項12之光固化塗膜。
  14. 一種顯示裝置，其包括如請求項12之光固化塗膜。
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