TW201522555A - 具優異耐溶劑性的光學薄膜以及包含其之偏光板 - Google Patents

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Abstract

本發明係相關於一種光學薄膜，係包含透明膜以及塗佈層，所述塗佈層係位於透明膜的至少一表面上，其中塗佈層之組成係為水分散性塗料組成物，水分散性塗料組成物係使用含有羥基的聚合樹脂、至少一交聯劑以及水分散性微粒，且至少一交聯劑係選自鈦酸基交聯劑以及鋯酸基交聯劑所組成之群組中。本發明亦揭露包含相同的組成份的偏光板。

Description

具優異耐溶劑性的光學薄膜以及包含其之偏光板
本發明係相關於一種具有出色的耐溶劑性的光學膜以及包含相同組成之偏光板。
現有偏光板大多使用三醋酸纖維素膜，其具有高透明度、光學同向性、無缺陷的表面等特性，並形成保護膜以保護由聚乙烯醇製成的偏光膜。然而，三醋酸纖維素會因加熱與濕氣而受損，因此，當薄膜於高溫及高濕度的環境長時間使用會受濕氣影響，進而減少薄膜的偏振度且劣化薄膜，會使薄膜邊緣過度曝光，而有漏光現象之問題。為了補償此缺點，於偏光板製造完成後，曾嘗試使用具有高抗濕氣以及低相位差特性之保護膜，例如環狀烯烴基樹脂或丙烯酸基樹脂，作為薄膜中的組成物。特別一提的是，丙烯酸基膜於習知技術中，係同時具有光學屬性、耐久性以及低成本的優勢。
然而，這些膜的表面上皆為非極性表面，因此當使用水溶性黏著劑時，無法確保黏著劑的黏貼強度。再該領域的習知技術中，為了解決保護膜與偏光膜貼附的問題，通常使用非水溶性黏著劑。然而，丙烯酸基膜具有高表面摩擦力，且對有機溶劑的抗性較低，因此較難以塗佈黏著層於其表面上，且使用的黏著劑中包含有機溶劑時，會於膜表面會產生受損的情形。
近來，為了提升偏光板的物理特性和顯示特性，係使用具有功能性的塗佈層，例如：於保護膜的表面加入抗反光層、抗反射層或/及 加入硬塗料層等組成分。然而，如上所述，由於丙烯酸基膜對溶劑性的抗性較低，因此無法平順的附著於功能性塗佈層上，亦無法形成塗佈層，並產生薄膜融解的問題，因此，限制了丙烯酸基膜的應用範圍。
此外，丙烯酸基膜通常具有高表面摩擦，因此，當複數個膜的表面黏附在一起時，會產生阻隔現象的問題，此問題會於彎曲薄膜時迅速地發生，且會使滑屬性會變得較差。
因此，需要發展一種光學薄膜，使其可符合具有耐久性與滑屬性，以及具有出色的耐溶劑性，且不減少其透明度。
如上所述，本發明之目的是提供一種同時具有出色的耐溶劑性以及透明度的光學薄膜。
在一個實施態樣中，本發明係提供一種光學薄膜，包含透明膜、塗佈層、至少一種交聯劑以及水分散性微粒，於上述透明膜的至少一表面上具有塗佈層，且塗佈層是使用含有羥基的聚合樹脂形成的水分散性塗料組成物，至少一交聯劑是選自鈦酸基交聯劑以及鋯酸基交聯劑所組成之群組。
在另一態樣中，本發明提供一種具有本發明所述之光學薄膜作為偏光膜的偏光板。
根據本發明之保護膜係包含塗佈層從而具有出色的耐溶劑性，而其結果是具有以下優點。當偏光板之外部上需要一具有功能性的表面塗料層(例如反眩光層、抗反射層或是硬塗佈層時，其形成可非常簡單。
以下係描述本發明之較佳實施例之範疇，惟本發明之實施例可能會被修飾成它種實施態樣，因此本發明之申請範圍並不限制於此。 此外，本發明之多個實施例，係針對該領域通常知識者，提供的更完整地的描述。
結果顯示，當發展一種具有功能性表面塗料層於光學薄膜上，不會產生膜表面的損壞或塗佈層剝離等問題，本發明之發明人發現，當形成塗佈層的塗料組成物，是使用一種含有羥基的聚合樹脂與一種特定的交聯劑時，可明顯改善上述膜的耐溶劑性。
具體而言，本發明的光學膜包含一透明膜以及在透明膜之至少一表面上的塗佈層。塗佈層係為一水分散性塗料組成物所形成，且水分散性塗料組成物包含一種含有羥基的聚合樹脂、至少一交聯劑以及水分散性微粒。此至少一交聯劑係選自鈦酸基交聯劑和鋯酸基交聯劑所組成之群組中。
根據本發明之發明人之研究，當塗佈層為含有羥基的聚合樹脂以及鈦酸基交聯劑及/或鋯酸基交聯劑，上述聚合樹脂上的羥基會與鈦或鋯進行反應，並與聚合鏈進行交聯，因而改善塗佈層的耐溶劑性。
下文中，將具體描述塗料組成物之成分。
首先，聚合樹脂之型態不特別地受限，只要其為含有羥基的水分散性聚合樹脂即可。
能使用於本發明得聚合樹脂之具體範例可包含聚氨酯樹脂、聚脂樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸酯樹脂、聚脂丙烯酸樹脂、聚脂聚氨酯樹脂或是其混合物，但此僅為舉例而非為限制。
首先，上述的聚氨酯樹脂是包含，使多元醇與異氰酸酯反應，在主鏈中形成重複的氨酯單體，本文所述之化合物包含至少兩個羥基，例如聚酯基底多元醇、聚碳酸酯基多元醇、聚醚多元醇、聚丙烯多元醇及其相似物，但不限於此，上述異氰酸酯之化合物具有至少兩個異氰酸酯基，但不限於此。
本文所述之異氰酸酯組成物，可為以下群組中的任一個或組合，例如甲苯二異氰酸酯(TDI)、4,4-異氰酸苯酯(MDI)、1,5-萘二異氰酸酯(NDI)、聯甲苯胺二異氰酸酯(TODI)、六亞甲基二異氰酸酯(HMDI)、異佛爾酮二异氰酸酯(IPDI)、對苯二異氰酸酯、反式-環己烷、1,4-二異氰酸酯以及二甲苯二異氰酸酯(XDI)。
同時，可以多元酸的組成物以及多元醇的組成物反應形成聚酯基多元醇，本文所述之多元酸可使用芳香族二羧酸，例如鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、聯苯二甲酸和四氫鄰苯二甲酸，使用脂族二羧酸，例如草酸、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、亞油酸、馬來酸、富馬酸、中康酸和衣康酸，或使用脂環族二羧酸，例如六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、1,3-環己烷二羧酸和1,4-環己烷二羧酸，或使用反應性衍生物，例如酸酐、烷基酯和酸鹵化物的反應性衍生物，可使用上述化合物的任一個或其組合。此外考量水分散性的情況下，可特別優選具有磺酸基取代基的間苯二甲酸作為上述基本酸。
同時，上述聚碳酸酯基多元醇，可使用具有碳酸酯基的化合物以及多元醇組成物反應取得，本文所述之化合物具有的碳酸酯基可包括碳酸二苯酯、碳酸二烷基酯、碳酸亞烷基酯或其類似物。
此外，上述聚醚多元醇，可藉由加入環氧烷至所述多元醇組成物，進行開環聚合反應而形成。
同時，上述多元醇成分，沒有特別限制，只要組成物中的分子具有兩個或更多個羥基基團，以及任何適用的多元醇皆可。上述的多元醇，可包括選自以下成分所組成的群組中，例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、4,4'-(二羥基苯基)丙烷、4,4'-(二羥基甲基)甲烷、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇(PEG)、二丙二醇、聚丁二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)、1,4-環己烷二甲醇、1,4-環己二醇、雙酚A、雙酚F、甘油、1,1,1-三羥甲基丙烷、1,2,5-己三醇、季戊四醇、葡萄糖、蔗糖和山梨糖醇。在這些組成物中，特別優選自聚丁二醇(PTMG)，聚丙二醇(PPG)和聚乙二醇(PEG)是中的至少一種類型。
此外，上述聚丙烯多元醇之取得方式，可藉由丙烯酸單元體與具有羥基的單元體以共聚反應形成，上述丙烯酸單元體可為含有羥基的丙烯酸單元體或含有磺酸基團的丙烯酸單元體。上述丙烯酸單元體或具有羥基的單元體，可使用任一化合物或上述至少兩種化合物的組合。其他種類的單元體亦可與上述丙烯酸單元體組成物產生共聚反應，上述其他種 類的單元體，可使用以下任一或至少兩個以上的組合，例如不飽腈(例如甲基丙烯腈)，不飽和胺(例如甲基丙烯酸亞胺)，烯烴類(例如乙烯和丙烯)，β-不飽和脂肪單元體(例如鹵化氯乙烯和偏二氯乙烯)、β-不飽和芳香族單元體(例如苯乙烯和甲基苯乙烯)，和其類似物。
接著，上述的聚酯樹脂，可藉由主鏈上的羧酸和醇反應後形成之含有酯基的樹脂，並具有較佳地水分散性，較佳地，可使用多元酸和多元醇反應形成含有聚酯二醇的樹脂。
上述多元酸組成物可包含，例如芳香族二羧酸，包含鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,5-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、聯苯二甲酸和四氫鄰苯二甲，例如脂肪二羧酸，包含草酸、琥珀酸、丙二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、亞油酸、馬來酸、富馬酸、中康酸和衣康酸，例如脂環族二羧酸，包含六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、1,3-環己烷二羧酸和1,4-環己烷二羧酸，或反應性衍生物，包含酸酐、烷基酯和酸鹵化物的反應性衍生物。其中，可優選對苯二甲酸、間苯二甲酸、琥珀酸和其類似物。
同時，上述多元醇可為任何的適用於得多元醇，只要在分子中具有至少兩個羥基，使用上沒有特別限制。較佳地，可自以下多元醇所組成之群組中選出上述之多元醇，例如乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,10-癸二醇、4,4’-(二羥基苯基)丙烷、4,4’-(二羥基甲基)甲烷、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇(PEG)、二丙二醇、聚丁二醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)、1,4-環己烷二甲醇、1,4-環己二醇、雙酚A、雙酚F、甘油、1,1,1-三羥甲基丙烷、1,2,5-己三醇、季戊四醇、葡萄糖、蔗糖和山梨糖醇。此外，可依照產生水分散性之特性，使用單一或至少兩種多元醇的組合，例如含有羧酸基團的二羥甲基烷酸、二羥甲基乙酸、二羥甲基丙酸、二羥甲基丁酸並其類似物。
同時，多元酸和多元醇反應形成之聚酯二醇，在多元酸與多元醇的莫爾分率介於2.5：1至1：2.5時，較佳地在莫耳分率介於2.3：1至1：2.3時，較佳地在莫耳分率介於2：1至1：2時。當多元酸和多元醇反應的莫耳分率不是介於上述範圍時，未反應的單元體會導致味道，並可能產生塗佈缺陷。
如同用於製備聚脂樹脂的方法，此技術領域中已知的任何合適方法皆可應用於本發明。例如，本發明之聚酯纖維樹脂可藉由多元酸與多元醇之酯化反應後的縮和聚合反應、或是多元酸酐與多元醇之酯化反應之後的縮和聚合反應來製備。更具體地說這些方法之實施可包含(1)原料混合步驟：藉由混合針對聚酯聚合反應之聚合反應原料以取得原料混合物；(2)酯化反應步驟：將原料混合物酯化；(3)縮和聚合反應步驟：藉由對酯化的原料混合物進行縮和聚合以取得聚酯。
同時，上述聚脂纖維樹脂中，在不損害本發明所述之物理特性的範圍內，可更包括添加多種組成物至上述的複數個組成物中。
進而，上述丙烯酸基樹脂可藉由共聚反應，例如丙烯酸單體或乙烯基單體進行共聚反應，形成一種包含重複單體衍生自甲基丙烯酸酯單元體，這些重複單體可為單一或至少兩種單元體的組合。除了上述乙烯基單體組成物，其他種類的單元體亦可成共聚反應。本文所述之其他種類的單元體，可依以下任一或至少兩個以上的組合的型態進行使用，例如不飽和腈(例如甲基丙烯腈)，不飽和胺(例如甲基丙烯酸亞胺)，β-不飽和脂肪單元體(例如鹵化氯乙烯或偏二氯乙烯)，β-不飽和芳香族單元體(例如苯乙烯或甲基苯乙烯)，和其類似物。
同時，本發明所述之聚合樹脂可包括以下至少兩種型態重複單體，例如酯基重複單體、胺酯基重複單體或丙烯酸基重複單體。例如，本發明所述之聚合樹脂，可為一種同時包含酯基重複單體和胺酯基重複單體的聚脂氨酯樹脂，可為一種同時包含酯基重複單體和丙烯酸基重複單體的聚脂壓克力樹脂，或可為一種同時包含胺酯基重複單體和丙烯酸基重複單體的聚氨酯丙烯酸樹脂，或可包括上述所有的三種重複單體。
本文所述之聚脂纖維丙烯酸樹脂，是一種包含酯基重複單體和丙烯酸基重複單體的樹脂，可藉由丙烯酸單體組成物進行共聚反應製備形成聚酯二醇。更具體地說本發明所述之聚酯丙烯酸樹脂，可包括上述酯基重複單體和上述丙烯酸基重複單體。本文所述之聚酯單元體，擔任增加基板附著力之角色，而所述之丙烯酸基單元體可更提升樹脂的耐溶劑性。
本文所述之丙烯酸基單元體可使用從以下群組中的至少一 種型態，包含烷基(甲基)丙烯酸酯、烷基丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、羥烷基丙烯酸酯、包含羰基團的烷基(甲基)丙烯酸、烷基丙烯酸和包含磺酸的丙烯酸酯。本文所述之包含磺酸的丙烯酸酯，可為含有2-甲基-2-丙烯-1-磺酸鈉的丙烯酸酯，含有磺酸酯鈉的丙烯酸酯、含有2-丙烯-1-磺酸酯其類似物。同時，在所述的丙烯酸單元體中，當其中的環氧丙烯酸酯單元體包含環氧基的情況下，會與上述聚酯樹脂產生共聚反應，環氧環會於高溫裂解，並與聚酯樹脂額外產生聚合反應形成交聯。並可使上述聚酯樹脂具有高溫穩定度之優勢，其原因為可增加上述聚酯主鏈於高溫下的耐久性。
此外，除了上述丙烯酸單體之外，如必要之需求，其他種類的單元體可與聚酯樹脂形成共聚反應。在此，上述其他種類的單元體可使用以下單一或至少兩種以上的組合型態，例如可使用不飽和腈(例如甲基丙烯腈)，不飽和胺(例如甲基丙烯酸亞胺)，烯烴類(例如乙烯或丙烯)，β-不飽和脂肪單元體(例如鹵化氯乙烯或偏二氯乙烯)，β-不飽和芳香族單元體(例如苯乙烯或甲基苯乙烯)，和上述之類似物。
較佳地，本發明所述之聚酯樹脂，可包括至少兩種型態的丙烯酸單元體，較佳地可包括烷基(甲基)丙烯酸酯單元體，以及環氧(甲基)丙烯酸酯單元體(例如縮水甘油(甲基)丙烯酸酯)。
同時，上述聚酯丙烯酸樹脂，可具有上述聚酯二醇和丙烯酸基單元體，其重量百分比介於1：9至9：1之間，但不以此為限，較佳地，可介於2：8至8：2之間，較佳地，可介於3：7至7：3之間。當上述聚酯二醇和丙烯酸單體符合上述的濃度範圍時，對基板的附著力較佳以及具有出色的耐溶劑性。
接著，上述聚酯胺酯基樹脂包含具有胺酯基重複單體的酯基重複單體，可藉由異氰酸酯和上述聚酯樹脂反應形成。本文所述之聚酯樹脂和異氰酸酯，混合條件可為當量比介於2：1至1：2，較佳為介於1.5：1至1：1.5，最佳的是介於1.2：1至1：1.2之間。在符合上述的條件範圍中，使用包含這些複數個組成物之塗料組成物，形成的塗佈層外觀是非常出色的，且具有對基板的附著力較佳以及具有出色的耐溶劑性之特性。
接著，上述的聚氨酯丙烯酸樹脂，是一種包含氨酯單體與丙烯酸基單體的樹脂，且是由額外的共聚反應形成的丙烯酸單體組成物形 成的聚氨酯樹脂。這種聚氨酯丙烯酸樹脂，與不包括丙烯酸單體的聚氨酯基樹脂相較之下，具有較佳的改善耐溶劑性和透明度。
本文所述之丙烯酸基單元體，可使用包含從以下所組成之群組中選出的至少一種型態，包含烷基(甲基)丙烯酸酯、烷基丙烯酸酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、羥烷基丙烯酸酯、含有羰基團的烷基(甲基)丙烯酸、烷基丙烯酸和包含磺酸酯的丙烯酸酯。本文所述之丙烯酸酯包含的磺酸酯，可包括含有2-甲基-2丙基-1-磺酸鈉、含有磺酸鈉的丙烯酸酯、含有2-丙基-1-磺酸酯的丙烯酸酯，和其類似物。
此外，如有必須之需求，上述聚氨酯丙烯酸樹脂，除了丙烯酸單體組成物之外，可和其他種類的單元體形成共聚反應。如本文所述，其他種類的單元體可使用以下任一種或至少兩種組合之型態，例如不飽和腈(例如甲基丙烯腈)，不飽和胺(例如甲基丙烯酸亞胺)，烯烴類(例如乙烯和丙烯)，β-不飽和脂肪單元體(例如鹵化氯乙烯和偏二氯乙烯)；β-不飽和芳香族單元體(例如苯乙烯和甲基苯乙烯)，和其類似物。
同時，上述的丙烯酸基樹脂聚氨酯可具有聚氨酯樹脂，且上述丙烯酸基單體重量比的範圍可介於1：9至9：1之間，但不特別地受限。較佳地，重量比的範圍可介於2：8至8：2之間。當聚氨酯樹脂與丙烯酸基單體之重量比率滿足上述範圍時，可輕易確保透明度，且其可塗性係出色的，因此本發明之一優點在於可輕易地形成塗佈層。
同時，除了上述成分之外，在不損壞本發明的物理特性的範圍內，聚合樹脂可進一步包含額外成分。
為了增強聚合樹脂的水分散性，本發明所述之聚合樹脂可更包括以下官能基，例如羧基和磺酸基，在必要的形況下可包含羥基。上述含有羧基和磺酸基之官能基的聚合樹脂，可在合成上述聚合樹脂時，使用包含上述官能基的單元體製備而得。在製備所述聚合樹脂時，本文所述之含有羧基或磺酸基的單元體，與聚合樹脂混合的濃度介於重量百分比1%至20%之間。
接著，以下係描述交聯劑。本發明的塗料組成物包含鈦酸基交聯劑及/或鋯酸基交聯劑。交聯劑係鍵結聚合樹脂之羥基從而引發聚合物之間的鍵結，並擔任增強耐溶劑性之角色。根據本發明的發明人所執行 之研究，相比於其他型態的交聯劑，當使用如上所述的鈦酸基交聯劑及/或鋯酸基交聯劑，可獲得出色的耐溶劑性改善效果。
同時，像是鈦酸基交聯劑，沒有限制地，可使用包含有鈦原子的交聯劑，可使用由下列化學式1所表示的化合物。
在化學式1中，R1至R4皆代表獨立C1~4烷氧基團、螯合基團或羥基，本文所述之螯合基團，包含乳酸、三乙醇胺、乙酰丙酮、乙酰或乙酰乙酸乙酯。同時，R1至R4可彼此相同的或不同。
所述之鋯酸基交聯劑，可使用一種含有鋯元素的交聯劑，但使用上不以此為限。例如，可使用如下列的化學式2所示之化合物。
在化學式2中，R5至R8皆代表獨立的C1~4烷氧基團、螯合基團或羥基。本文所述之螯合基團，可包含乳酸、三乙醇胺、乙酰丙酮、乙酰或乙酰乙酸乙酯。同時，R5至R8之間可為相同或不同。
此外，上述交聯劑可使用市場已販售鈦酸基交聯劑和鋯酸基交聯劑，例如可使用Dorf Ketal Chemicals LLC製造的Tyzor系列，Matsumoto fine Chemical Co.,Ltd製造的orgatix系列，或其類似物。
同時，相對於100重量份之含有羥基的聚合樹脂，交聯劑之含量可為0.01至10重量份、0.03至10重量份、或是0.05至7重量份。當交聯劑之含量滿足上述範圍，此塗佈液之可塗性以及儲存穩定性係為出色的。特別地，當交聯劑之含量增加，耐溶劑性係變得更良好。因此，當在使用水分散性塗料組成物形成之塗佈層上形成表面塗料層時，塗佈層與表面塗料層之間的黏接性亦顯著地增加。此外，亦有保護膜之滑屬性改善的優點。
接著，以下將描述水分散性微粒。
在本發明所用的水分散性微粒可使用任何合適的微粒，例如無機系微粒、有機系微粒或是其組合。例如，無機系微粒可包含無機氧化物，其包含矽基底、鈦基底、鋁基底、鋯基底、銻基底、以及其他相似物。有機系微粒可包括矽基樹脂、氟基樹脂、(甲基)丙烯酸基樹脂、交聯聚乙烯醇、三聚氰胺基樹脂和其類似物。
同時，相對於100重量份之含有羥基的聚合樹脂，水分散性微粒之含量可為0.01至20重量份、0.05至15重量份、或是0.1至10重量份。當水分散性微粒之含量滿足上述範圍，膜與膜之間的滑動係平滑的，且因為防阻隔屬性改善而使得纏繞屬性變得好，且纏繞之後薄膜缺陷亦顯著地改進。此外，本發明之優點在於耐刮性改善，且由於低霧度而使得膜透明度係優異的。
特別地，在根據本發明之水分散性塗料組成物中，水分散性微粒較佳為二氧化矽。二氧化矽具有較出色的阻隔抑制能力以及具有出色的透明度，從而幾乎沒有霧度且也沒有顏色，因此，對偏光板之光學屬性影響較小。此外，對於水分散性塗料組成物，膠態氧化矽具有良好的分散性以及分散穩定性，因此在形成塗佈層時膠態氧化矽有更出色的可使用 性。
同時，較佳地，水分散性微粒具有大約50nm至500nm，或是100nm至300nm的平均直徑。當水分散性微粒之平均直徑滿足上述範圍時，塗佈液之穩定性係出色的，且因為在溶液內均勻分散所以霧度低。此外，使用具有上述粒徑的微粒時，塗佈層表面上係適當地形成不均勻度，且特別地，可有效地減少丙烯酸基膜以及塗佈層之間、塗佈層與塗佈層之間的接觸面之摩擦力。其結果是，本發明之阻隔抑制能力可更優異。
本發明的水分散性塗料組成物係水性的，因此微粒係於水中混合分散。特別的是，當使用二氧化矽作為微粒時，二氧化矽係較佳地混合成膠態氧化矽。上述膠狀的二氧化矽，該領域市售以得之產品皆可使用，例如可包括Nissan Chemical Industries製造的SNOWTEX系列，AIR PRODUCTS製造的AEROSIL系列，Nippon Shokubai Co.Ltd.製造的EPOSTAR系列和SOLIOSTARRA系列，Ranco製造的LSH系列，和其類似物。
在根據本發明之光學膜中，用於形成塗佈層的水分散性塗料組成物較佳地包含100重量份之含有羥基的聚合樹脂、0.01至10重量份之至少一交聯劑以及0.01至20重量份之水分散性微粒，該至少一交聯劑係選自鈦酸基交聯劑及鋯酸基交聯劑所組成之群組中。
以水分散性塗料組成物形成的塗佈層具有出色的耐溶劑性，從而改善與表面塗料層或是非水溶性黏著劑的黏著度，而且其滑屬性亦非常出色。
同時，在本發明中，透明膜可具有單層薄膜或是至少二層膜貼合的結構。當透明膜具有至少二層膜貼合的結構時，貼合的膜可用相同材料或是不同材料形成。
本文所述之透明膜，可包括但不受限於聚乙烯膜、聚氨酯膜、聚烯烴膜、酯基膜、丙烯酸基膜、聚乙烯對苯二甲酸乙二酯膜、聚乙烯醇基膜及/或纖維素基底膜和其類似物。
特別地，本發明的透明膜較佳為丙烯酸基膜。本文所述之丙烯酸基膜，是表示一種含有丙烯酸酯基單體及/或甲基丙烯酸酯基單體，做作為主要組成物的樹脂，上述概念指的是於薄膜上，不僅含有丙烯酸酯 基單體或甲基丙烯酸酯基單體組成之同質聚合物樹脂，亦可為除了丙烯酸酯基單元及/或甲基丙烯酸酯基單元作為主要組成物之外，再與其他種類的單體單元形成的共聚物，亦包含藉由與上述的之壓克力樹脂混合形成的混合樹脂。
本文所述之丙烯酸基膜，可為一種烷基(甲基)丙烯酸酯基單體和苯乙烯基單體的共聚物，以及在主鏈中含有碳酸基的芳香族基樹脂，以及一種薄膜上包含烷基(甲基)丙烯酸酯基單體和至少一個含有羰基團取代基的3環至6環雜環單體，以及乙烯基氰單體。此外，丙烯酸基膜上可包含內酯結構。
能與上述丙烯酸基樹脂產生共聚反應的單元體單體，可包括芳香族乙烯基單體、含有羰基團取代基的3環至6環雜環單體、丙烯酸單體、縮水甘油單體及其類似物。本文所述之芳香族乙烯基單體，可來自苯乙烯、α-甲基苯乙烯和其類似物，所述之含有羰基團取代基的3環至6環雜環單體，可來自內酯環、戊二酸酐、戊二酰亞胺、馬來酰亞胺、馬來酸酐和類似物。
例如，上述之丙烯酸基膜可為一種包含烷基(甲基)丙烯酸酯基單體和至少一個含有羰基團取代基的3環至10環雜環單體，本文所述之含有羰基團取代基的3環至10環雜環單體，可為內酯環、戊二酸酐、戊二酰亞胺、馬來酰亞胺、馬來酸酐和類似物。
另一實施例所述之丙烯膜，可為一種含有碳酸基單體在主鏈中的芳香族樹脂與壓克力樹脂形成的混合樹脂。本文之所述含有碳酸基單體在主鏈中的芳香族樹脂，可包含聚碳酸酯樹脂和苯氧基樹脂和其類似物。
製備所述之丙烯酸基樹脂膜的方法並無特別的限制，例如上述丙烯酸基樹脂膜，可使用任何的適用於的混合方法，充分混合甲基丙烯酸酯基樹脂、其他種類的聚合物、添加劑和其類似物，以製備一種熱塑性樹脂組成物，並將上述產物模制形成薄膜，或上述丙烯酸基樹脂膜可藉由，分別製備甲基丙烯酸酯基樹脂、其他種類的聚合物、添加劑和其類似物的溶液，在將其均勻混合後進行模制形成薄膜。
熱塑性樹脂組成物可用以下方式製備，例如，使用任何合 適的混合器(例如混合均質儀)預先混合膜原始材料然後，擠出攪拌以獲得混合物。在此情形中，用於擠出攪拌的混合器並不特別受限制，例如，任何擠出機的合適的混合器，例如單軸擠出機、雙軸擠出機、加壓攪拌器以及其他相似物裝置，皆可使用。
薄膜成型方法之範例可包含任何合適的薄膜成型方法，例如溶液流延法、融擠法、壓延法以及擠出成型方法。在薄膜成型方法之中，較佳的是溶液流延法以及融擠法。
使用於溶液流延法的溶劑，可使用以下任一種或至少兩種組合之溶劑，可使用芳香族的氫氧化合物，例如苯、甲苯、二甲苯，使用脂肪族的氫氧化合物，例如環己烷、萘烷，使用酯類，例如乙酸乙酯、乙酸丁酯，使用酮，例如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮，使用醇類，例如甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑，使用醚類，例如四氫呋喃、二噁烷，使用鹵代烴，例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳，二甲基甲酰胺、二甲基亞酰和其類似物。
在溶液流延法中使用的裝置之範例可包含滾筒式鑄造機、帶式鑄造機、旋轉塗佈機以及其他相似裝置。融擠法之範例可包含T模法、吹脹法以及其他相似方法。成型溫度較佳為150℃至350℃，更佳為200℃至300℃。
當使用T模法成型薄膜時，可安裝T模在已知的單軸擠出機或是雙軸擠出機之前端，並將擠出的薄膜纏繞成薄膜形狀，藉此來獲得具有滾筒形狀的薄膜。在此，可適當地調整繞線筒之溫度並應用在擠出方向的方位將薄膜單軸定位。此外，可藉由將垂直方向上的薄膜定向成擠出方向，將薄膜同時雙軸定位、依序的雙軸定向以及其他相似定位。
丙烯酸基膜可為無向性膜或是定向性膜中的任何一種。當丙烯酸基膜為定向性膜時，其可為單軸定向性膜或是雙軸定向性膜。當丙烯酸基膜為雙軸定向性膜時，其可為同時雙軸定向性膜或是依序雙軸定向性膜。當薄膜為雙軸定向時，因為機械強度有所改善，所以薄膜性能也會改善。藉由將丙烯酸基膜與其他熱塑性樹脂混合，即使薄膜為定向性但仍可抑制相位差的增加，並維持光學同向性。
較佳地，定向溫度之範圍係接近熱塑性樹脂組成物(其為薄 膜原料)之玻璃轉化溫度，且較佳為(玻璃轉化溫度-30℃)至(玻璃轉化溫度+100℃)之間的範圍，更佳的是(玻璃轉化溫度-20℃)至(玻璃轉化溫度+80℃)之間的範圍。當定向溫度低於(玻璃轉化溫度-30℃)時，將會有無法取得充分定向度的問題。相反地，當定向溫度大於(玻璃轉化溫度+100℃)時，可能出現樹脂組成物流動以及不能實現穩定定向性的問題。
由面積率所定義的定向度較佳為1.1倍至25倍，更佳為1.3倍至10倍。當定向度低於1.1倍時，伴隨定向性的硬度可能無法獲得改善。當定向度大於25倍時，無法辨識出定向度提升的效果。
在一方向上，定向率較佳為10%/min至20,000%/min，更佳為100%/min至10,000%/min。當定向率低於10%/min，因為取得充分定向度所需的時間較長，製造成本可能增加。當定向率大於20,000%/min，定向性膜可能會斷掉。
為了穩定薄膜之光學同向性或是機械屬性，可在定向之後對丙烯酸基膜進行加熱處理(退火)以及其他相似方式。加熱處理的條件並不特別地受限制，此技術領域中已知的合適的條件皆可使用。
可使用以下方法來製備上述本發明之光學膜，例如，一方法包含在透明膜之至少一表面上形成塗佈層之步驟，以及使用上述本發明之水分散性塗料組成物形成塗佈層的步驟。
在此，可使用在基膜上使用水分散性塗料組成物的方法來進行形成塗佈層之步驟，塗水分散性塗料組成物的方法可為此技術領域中熟知的方法，例如棒塗法、凹版塗佈法、狹縫模具塗佈法。接著，乾燥產物。
此外，可透過對流加熱爐以及其他相似裝置進行乾燥，但是本方法並不因此受限制。較佳地，乾燥係在90℃至150℃之溫度下進行10秒至5分鐘。依照塗佈之步驟而用不同的乾燥溫度。對於已完成定向的薄膜，其乾燥可在不超過薄膜之玻璃轉化溫度(Tg)的溫度範圍下進行；當乾燥包含定向時，乾燥與定向係在定向之溫度下同步地進行，接著在不超過薄膜之分解溫度(Td)的溫度範圍下進行乾燥。
同時，在本發明之光學膜中，塗佈層之厚度可在50nm至2000nm、100nm至1000nm、或是200nm至800nm之範圍內。當塗佈層之 厚度滿足上述範圍時，可有出色的黏著屬性、附著屬性以及卷繞屬性。
此外，塗佈層之摩擦係數可在0至0.6的範圍內，但此數值不因此受限制。當塗佈層之摩擦係數降低，滑屬性變得出色；當摩擦係數滿足上述範圍，則有出色的纏繞屬性。在此，摩擦係數係表示與正常力量之摩擦力相除的相對比率。
此外，在本發明中，塗佈層可具有0至5、或是0.1至3的透明度。塗佈層之透明度越低越好，當透明度滿足上述範圍，薄膜有出色的透明度。
必要時，在本發明之光學膜中，為了改進黏著度或是附著強度，形成塗佈層之前可在透明膜之至少一表面上進行表面處理。在此，表面處理方法可選自鹼處理、電暈處理以及電漿處理所組成的群組中之至少一種。特別地，當本發明使用的光學膜係為不包含內酯環的丙烯酸基膜時，較佳的是執行表面處理。
同時，本發明之光學膜可進一步選擇性的包含表面塗料層，其係為在與塗佈層形成的透明膜之至少一表面上。表面塗料層係表示一功能層，例如反眩光層、抗反射層或是硬塗佈層。
在此，針對形成表面塗料層之組成物，可依照其功能用各種合成物形成，例如可包含黏合劑樹脂、微粒以及溶劑。視需要可進一步包含添加劑。
例如，在本發明中，用於形成表面塗料層的組成物可使用氨酯丙烯酸基樹脂以及其他相似物，以作為黏合劑樹脂；而有機微粒以及無機微粒以及其他相似物可用作微粒。特別地，在本發明中，用於表面塗層的組成物係較佳可紫外光固化。
同時，形成表面塗料層之進行可包含塗層之步驟、乾燥以及固化之步驟。在此，乾燥以及固化之步驟可分別地處理或是在同一步驟中處理。在此，固化步驟較佳的是使用紫外光進行。
同時，本發明的光學膜可進一步含有分離層，其具有表面塗料層以外的目的。例如，可進一步提供避免顯示表面被汙染的抗汙層，以及其他相似物。在此並無限制具有各種目的的其他層。
接著，本發明的偏光板包含一偏光膜，以及偏光膜之至少 一表面上的本發明之光學膜。
在此，偏光膜並無特別受限制，例如，可使用此技術領域中熟知的偏光膜，用含有碘或是二向色性染料的聚乙烯醇(PVA)形成的薄膜。在本發明中，偏光膜係表示不含有保護膜(透明膜)的狀態，而偏光板表示含有保護膜(透明膜)的狀態。
同時，根據本發明的偏光板可進一步包含在偏光膜之一表面或是兩表面上的黏著層。例如，本發明的偏光板可形成有本發明的偏光膜之[透明膜/塗佈層/黏著層/偏光膜]之側表面結構作為基底；然而，此結構並不因此受限制。在此，能夠使用於形成黏著層的黏著劑可包含此技術領域中通常使用的水溶性黏著劑或非水溶性黏著劑。
在本發明所述之水溶性黏著劑，可包含聚乙烯醇基黏著劑、丙烯酸基黏著劑、環氧基黏著劑、胺酯基黏著劑和其類似物，但不以此為限。其中考量偏光膜和其類似物之黏著強度，於上述黏著劑中，可優選聚乙烯醇基黏著劑，進而使用乙酰乙酰基團對聚乙烯醇黏著劑進行修飾，可更提升與偏光膜黏著的特性。具體的說，上述聚乙烯醇基黏著劑可包括Nippon Synthetic Chemical Industry Co.,Ltd製造的Z-100、Z-200、Z-200H、Z-210、Z-220、Z-320和其類似物，但不以此為限。
在此，使用水溶性黏著劑的偏光膜以及保護膜層之間的黏接可使用以下方法進行：使用滾筒式塗佈機、凹版印刷塗佈機、棒式塗佈機、刀式塗佈機或是細管式塗佈機以及其他相似裝置，將黏著劑塗層在用於偏光膜或PVA薄膜的保護膜之表面上；然後在黏著劑完全乾燥之前使用層壓滾筒加熱壓或在室溫下加壓以層壓保護膜以及偏光薄膜。當使用熱熔型黏著劑，必須使用熱壓滾筒。
同時，上述非水溶性黏著劑的選擇無特別的限制，只要可被自由基固化成形，可包含使用光催化自由基聚合反應的黏著劑，例如甲基丙烯酸酯基黏著劑、烯/硫醇基黏著劑和不飽和聚酯基黏著劑，使用光催化陽離子聚合反應的黏著劑，例如環氧基黏著劑、氧雜環丁烷基黏著劑、環氧/氧雜環丁烷基黏著劑、乙烯基醚基黏著劑和其類似物。
在此，使用非水溶性黏著劑的偏光膜以及光學膜之間黏接可使用以下方法進行：使用黏著劑組成物形成黏著層，再層壓偏光膜以及光 學膜，再透過光照射固化黏著劑組成物。
依本發明製備的偏光板可用於各種應用。特別的是，本發明之偏光板較佳可用於影像顯示裝置，其含有用於液晶顯示裝置之偏光片、用於有機EL顯示裝置之抗反射的偏光片、以及其他相似物。此外，本發明之偏光板可用於各種功能性的薄膜，例如，結合各種光學層的複合式偏光片，此些光學層例如相位差板(像是λ/4板、λ/2板以及其他相似物)、光擴散板、廣視角板、亮度增強板或是反射板。
製備範例1至7水分散性塗料組成物
(A)至(G)係混合聚合樹脂、交聯劑、二氧化矽以及水所製備而成，如下列[表1]所列出的組成成分以及含量。
同時在[表1]中，CK-PUD-1004A是一種自Chokwang Paint Ltd.購買的聚氨酯基樹脂的商品名稱，A645GH是一種自Takamatsu oil & fat Co.Ltd.購買的聚酯丙烯酸基樹脂的商品名稱，Tyzor LA和Tyzor 217皆來自Dorf Ketal Chemieals LLC購買的鈦酸基交聯劑的商品名稱。
實施例1
在使用T模法成型裝置，於250℃與250rpm下，以環己基馬來酰亞胺與甲基丙烯酸甲酯(LG MMA PMMA830HR)形成的共聚物樹脂，製備條件係於製備具有寬度為800mm之無向性膜之後，上述薄膜接著是以溫度為135℃，在MD方向以1.8倍進行定位。
接著，上述水分散性塗佈組成物(A)，係使用計量棒塗佈，而覆蓋於上述定向丙烯膜的兩表面上。之後，上述產物在TD方向上以2.0倍進行定位，以製備兩表面上具有塗佈層的丙烯酸基膜，本文所述之塗佈層的厚度為600nm。
實施例2
丙烯膜係以如示例1中相同的方式製備，除了上述水分散性塗料組成物為(B)。
實施例3
丙烯膜係以如示例1中相同的方式製備，除了上述水分散 性塗料組成物為(C)。
實施例4
丙烯膜係以如實施例1中相同的方式製備，除了上述水分散性塗料組成物為(D)。
比較例1
丙烯膜係以如實施例1中相同的方式製備，除了上述水分散性塗料組成物為(E)。
比較例2
丙烯膜係以如實施例1中相同的方式製備，除了上述水分散性塗料組成物為(F)。
比較例3
丙烯膜係以如實施例1中相同的方式製備，除了上述水分散性塗料組成物為(G)。
測試例1，塗佈層上的耐溶劑性比較
在實施例1至4以及比較例1至3中所製備，表面上具有塗佈層成形的丙烯膜，係以塗有酒精的棉花摩擦三次，並比較塗佈層殘留的程度，所述比較結果皆顯示於[表2]中，在塗佈層沒有殘留的情況下標示X，在殘留70%或少於70%之情況下標示△，在殘留71%至90%之情況下標示○，在殘留91%至100%之情況下標示◎。
測試例2，塗佈層之透明度比較
在實施例1至4和比較例1至3中製備的丙烯膜，其透明度係使用HM-150(murakami color research laboratory)進行模糊程度的量測。量測結果皆顯示於[表2]中。
本發明之實施例已於此被詳細地描述，然而，本發明之申請專利範圍係不限於此，熟悉此領域之技術者依循本發明之精神，所進行的各種修正或改變皆明顯地為本發明申請專利範圍所涵括或描述。

Claims (11)

  1. 一種光學薄膜，係包含：一透明膜；以及一披覆層，係位於該透明膜之至少一表面上披覆層；其中，該塗佈層係為一水分散性塗料組成物所形成，該水分散性塗料組成物包含一種含有羥基的聚合樹脂、至少一交聯劑以及水分散性微粒，該至少一交聯劑係選自鈦酸基交聯劑和鋯酸基交聯劑所組成之群組中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該水分散性塗料組成物包含100重量份之含有羥基的聚合樹脂、0.01至10重量份之該至少一交聯劑以及0.01至20重量份之該水分散性微粒，該至少一交聯劑係選自鈦酸基交聯劑及鋯酸基交聯劑所組成之群組中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該鈦酸基交聯劑係為一種化學式1表示之化合物： 其中，化學式1中的每一個獨立的R1至R4係為一種C1~4的烷氧基、螯合基或羥基。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該鋯酸基交聯劑係為化學 式2所示之化合物： 其中，在化學式2中，R5至R8皆為獨立的C1~4烷氧基團、螯合基團或羥基。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該聚合樹脂係選自聚氨酯、聚酯、丙烯酸、聚氨酯丙烯酸酯、丙烯酸、聚酯基丙烯酸、聚酯基氨酯或其組合。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該聚合樹脂更包含至少一種型態的官能基，該至少一種官能基係選自羧基及磺酸基所組成之群組中。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該水分散性微粒係選自矽基底、鈦基底、鋁基底、鋯基底以及銻基底所組成之群組中至少一種或多種。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該披覆層之厚度係介於50nm至1000nm之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，其中該透明膜係為一種丙烯酸基底的薄膜。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之光學薄膜，該光學薄膜之至少一表面係包含一表面塗料層，該表面塗料層係包含具有該披覆層之該透明膜。
  11. 一種偏光板，係包含：一種偏光膜；以及一種如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之光學薄膜，位於該偏光膜之至少一表面上。
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