TWI414828B - 擴散膜及其製造方法 - Google Patents

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Description

擴散膜及其製造方法
本發明係關於一種擴散膜，特別是一種用於液晶顯示器且具高光擴散及高透明特性之擴散膜，以及關於一種製造此種擴散膜之方法。
一般而言，液晶顯示器(簡稱「LCD」)之主要結構包含面板與背光模組兩大部分。其中面板部分主要包括透明電極板、液晶、配向膜、彩色濾光片、偏光片、以及驅動積體電路等，背光模組的部分主要包含燈管、導光板及各種光學膜片等。
為了讓光線在面板上分佈更均勻，目前業界較常的作法是在背光模組中加入擴散膜或擴散板；或是進一步把光擴散的功能與聚光片(prism film)或其他光學膜片做整合，例如，在反射膜或反射板的表面形成凹凸微結構以提供擴散效果。
習知擴散膜板主要係將一包含樹脂接合劑及作為擴散顆粒之有機或無機顆粒之組合物塗佈於基材上以形成擴散層。光線經過此擴散層時會產生折射、反射和散射，因此，此類擴散膜板可有效擴散光線，達到光線均勻化之功效。然而，在形成擴散層的過程中，擴散顆粒容易互相聚集或黏附，影響擴散光線的均勻度且易使顯示器表面上產生暗點。再者，擴散顆粒若為無機顆粒，由於無機物的密度一般都大於由有機物組成的樹脂接合劑，因此無機顆粒易於加工過程因重力作用產生沉降，導致塗佈後品質不一。此外，擴散顆粒亦可能脫落，進而影響膜片之光學性質。
技藝中另一種常用之方法係在光學膜表面形成凹凸微結構，藉該等微結構將光線往四面八方出光，達到光線勻化的功效。常用習知方法之一係利用具凹凸結構之溝槽之模具，將樹脂翻印在光學膜表面形成所需之凹凸結構，例如：噴砂輪塗佈方法。惟此方法受限於樹脂與模具間的離型性，舉例言之，當使用聚酯樹脂時，因聚酯樹脂與翻印模具間離型效果不佳，因此樹脂易殘留在模具上，使所製得之凹凸結構不如預期，從而影響光學膜之品質。
光學膜常用之基材係由聚酯樹脂(polyester resin)所形成，而擴散層或凹凸微結構所使用之樹脂一般為壓克力樹脂(acrylate resin)，若是將此類樹脂直接加工至聚酯基材上，將因密著性不佳，而使膜片容易翹曲。為解決此一問題，一般業界多會先對基材進行表面處理，再進行後續之加工。常用之表面處理方法包括：電暈、電漿、或於基材上另施加一底漆層(primer layer)。上述表面處理步驟除了會提高製造成本之外，且各有其限制。舉例言之，電漿方式處理速度慢且成本高、電暈方式處理之表面性質會隨時間而變化而不利貯存、底漆層之厚度則會影響塗層附著性。
有鑑於此，本發明提供一種不含擴散粒子之擴散膜，本發明之擴散膜不但可改善光擴散之均勻性且兼具光擴散特性，因此可有效解決先前技術之問題。此外，本發明之擴散膜不需額外的表面處理步驟及不需要使用擴散粒子，且所得微結構層與基材之密著性佳，可降低製造成本，提升產業利用價值。
為達到上述目的，本發明係提供一種擴散膜，其包含一基材及位於該基材至少一側之凹凸微結構層，該擴散膜根據JIS K7136標準方法測量具有不小於5%之霧度及不小於50%之全光線透過率，其中該凹凸微結構層係藉由包括下列步驟之方法所形成：
(a)將下列組份混合形成一塗料組合物：
(i)一種由與基材主成分相同或相似之材料所構成之聚合物；
(ii)一種與組份(i)不相容之材料；及
(iii)一溶劑；
(b)將該塗料組合物塗佈於該基材之至少一側上形成一塗層；
(c)乾燥塗層以移除組份(iii)，其中組份(i)與組份(ii)在乾燥期間產生相分離；及
(d)移除組份(ii)以形成該凹凸微結構。
本發明另提供一種製造具凹凸微結構之擴散膜之方法，其包括：
(a)提供一基材；
(b)將下列組份混合形成一塗料組合物：
(i)一種由與基材主成分相同或相似之材料所構成之聚合物；
(ii)一種與組份(i)不相容之材料；及
(iii)一溶劑；
(c)以塗佈方式將該塗料組合物塗佈於該基材之至少一側上形成一塗層；
(d)乾燥塗層以移除組份(iii)，其中組份(i)與組份(ii)在乾燥期間產生相分離，及視需要使用能量射線固化組份(ii)；及
(e)移除組份(ii)以形成該凹凸微結構。
在本文中所使用之用語僅為描述所述之實施態樣，並非用以限制本發明保護範圍。舉例言之，說明書中所使用的用語「一」，除非文中另有明確之解釋，否則用語「一」係涵蓋單數及多數形式。
本發明之擴散膜包含一基材及位於該基材至少一側之凹凸微結構層。上述"基材至少一側"係指基材之出光面、入光面或其二者。
適用於本發明之基材並無特殊限制，其可為任何本發明所屬技術領域具有通常知識者所熟知者，例如：塑膠基材。構成上述塑膠基材之樹脂可為均聚物或共聚物，其種類並無特殊限制，例如但不限於：聚酯樹脂(polyester resin)，如聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)或聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)；聚丙烯酸酯樹脂(polyacrylate resin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)；聚烯烴樹脂(polyolefin resin)，如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)；聚環烯烴樹脂(polycycloolefin resin)；聚醯亞胺樹脂(polyimide resin)；聚碳酸酯樹脂(polycarbonate resin)；聚胺基甲酸酯樹脂(polyurethane resin)；三醋酸纖維素(triacetyl cellulose,TAC)；聚乳酸(Polylactic acid)；或其組合。較佳係聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂或其組合，更佳係聚對苯二甲酸乙二酯。基材之厚度通常取決於所欲製得之光學產品的需求，一般為15微米至300微米。
本發明擴散膜之凹凸微結構層係藉由下列步驟所形成：
(a)將下列組份混合形成一均勻相之塗料組合物：
(i)一種由與基材主成分相同或相似之材料所構成之聚合物；
(ii)一種與組份(i)不相容之材料；及
(iii)一溶劑；
(b)將該塗料組合物塗佈於該基材之至少一側上形成一塗層；
(c)乾燥塗層以移除組份(iii)，其中組份(i)與組份(ii)在乾燥期間產生相分離；及
(d)移除組份(ii)以形成該凹凸微結構。
為了提高凹凸微結構與基材間之密著性，本發明使用一種由與基材主成分相同或相似之材料所構成之聚合物作為組份(i)。由於材料性質與基材相同或相似，組份(i)與基材間之附著性佳，在移除(iii)之後，可固著於基材上不易剝離。此外，為了避免組份(i)在固化步驟中與組份(ii)發生聚合反應使組份(ii)不易與組份(i)及自基材上移除，組份(i)較佳為不與組份(ii)反應之聚合物或飽和(saturated)聚合物。
本發明所使用之組份(i)之種類可在決定基材種類後，視基材種類而定，選擇具有與基材相同或相似之特性的材料，上述特性係指材料的物性及/或化性。舉例言之，當基材係由聚酯樹脂所構成時，組份(i)較佳係聚酯樹脂或其他具有相似性質之聚合物(如醇酸樹脂等)，或彼等之組合，且不限於均聚物(homopolymer)或共聚物(copolymer)之形式。上述聚酯樹脂例如但不限於無油聚酯樹脂(oil free polyester resin)，如飽和聚酯樹脂(saturated polyester)；或高分子量聚酯樹脂(a polyester resin with a high molecular weight)。較佳的聚酯樹脂為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)。上述醇酸樹脂例如但不限於長油醇酸樹脂(long oil alkyd resin)，如大豆油(soya bean oil)醇酸樹脂或亞麻籽油(linseed oil)醇酸樹脂；中油醇酸樹脂(medium oil alkyd resin)，如大豆脂肪酸(soya fatty acid)醇酸樹脂；短油醇酸樹脂(short oil alkyd resin)，如蓖麻油(castor oil)醇酸樹脂或椰子脂肪酸(coconut fatty acid)醇酸樹脂；或經改質之醇酸樹脂(modified alkyd resin)，如經甲苯二異氰酸酯(tolylene diisocyanate,TDI)改質之蓖麻油醇酸樹脂、經苯乙烯改質(styrene modified)之醇酸樹脂或環氧酯(epoxy ester)醇酸樹脂。較佳的醇酸樹脂為蓖麻油醇酸樹脂或經甲苯二異氰酸酯改質之蓖麻油醇酸樹脂，更佳為經甲苯二異氰酸酯改質之蓖麻油醇酸樹脂。
根據本發明之一實施態樣，基材主要係由聚對苯二甲酸乙二酯所構成，組份(i)為經改質之醇酸樹脂，較佳係經甲苯二異氰酸酯改質之醇酸樹脂。
可用於本發明組份(i)之市售產品例如但不限於：Eternal公司的1101-M-70-5、1102-M-70-5、1103-M-70、1106-M-70、1107-M-70、1105-M-55、2105-M-55、2105-M-70、2109-M-70、3304-X-70、3306-X-70、3403-B-65、3401-XT70、1170-XM-70、242-XM-60、NP1020-R-47、NP1021-R-60、5010-S-50、5016-R-33、5021-R-40、5081-R-40、5082-R-40、5000A、5051-R-60、5052-R-50及5054-TS-40；TOYOBO公司的103、VYLON200、220、226、600、660、GK640、GK680及VYLONGK810；Unitika公司的ElitelUE-3500、UE-3210及UE-3800；Kao公司的ATR2010及ATR2009。
本發明所使用之組份(ii)係一種與組份(i)不相容(incompatible)之材料，因此，在溶劑不存在之下，組份(i)與組份(ii)相容性差，會產生相分離現象。因此，可於乾燥後將組份(ii)自塗層中移除，留下組份(i)在基材上形成凹凸微結構。
本發明所使用之組份(ii)之種類可為任何本發明所屬技術領域具有通常知識者所熟知者，惟其需為與組份(i)不相容之材料，且較佳地，在乾燥後其與基材之附著力係小於組份(i)與基材之附著力。上述組份(ii)可為單體、寡聚物或聚合物或其混合物之形式。根據本發明之一具體實施態樣，當組份(i)為聚酯樹脂或其他具有相似性質之聚合物時，組份(ii)較佳為丙烯酸酯類單體、丙烯酸酯類寡聚物或其混合物，更佳為丙烯酸酯類單體和丙烯酸酯類寡聚物之混合物。
可用於本發明之丙烯酸酯類單體例如但不限於：環氧二丙烯酸酯(epoxy diacrylate)、鹵化環氧二丙烯酸酯(halogenated epoxy diacrylate)、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、異冰片基丙烯酸酯(isobornyl acrylate)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxy ethyl acrylate)、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯(2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acrylate)、月桂酸丙烯酸酯(lauyl acrylate)、硬脂酸丙烯酸酯(stearyl acrylate)、丙烯醯胺(acrylamide)、丙烯酸(acrylic acid)、(甲基)丙烯腈((meth)acrylonitrile)、芴衍生物二丙烯酸酯(fluorene derivative diacrylate)、丙烯酸聯苯基環氧乙酯(biphenylepoxyethyl acrylate)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexanediol diacrylate)、三丙二醇二丙烯酸酯(tripropylene glycol diacrylate)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate)、季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)、二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate DPHA)、聯苯氧基乙基丙烯酸酯(polyethylene glycol o-phenylphenyl ether acrylate)、鹵化丙烯酸聯苯基環氧乙酯(halogenated biphenylepoxyethyl acrylate)、烷氧化環氧二丙烯酸酯(alkoxylated epoxy diacrylate)、鹵化烷氧化環氧二丙烯酸酯(halogenated alkoxylated epoxy diacrylate)、脂肪族胺基甲酸酯二丙烯酸酯(aliphatic urethane diacrylate)、脂肪族胺基甲酸酯六丙烯酸酯(aliphatic urethane hexaacrylate)、芳香族胺基甲酸酯六丙烯酸酯(aromatic urethane hexaacrylate)、或彼等之混合物。較佳之單體係異冰片基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、或其混合物。
市售丙烯酸酯類單體之實例包括：由Eternal公司生產，商品名為、、、、、、、、、或者。
可用於本發明之丙烯酸酯類寡聚物之分子量約介於1,000至100,000間，其種類例如但不限於：丙烯酸酯(acrylate)，如2-羥基-3-苯氧丙基丙烯酸酯(2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate)；甲基丙烯酸酯(methacrylate)；胺基甲酸酯丙烯酸酯(urethane acrylate)，如脂肪族胺基甲酸酯丙烯酸酯(aliphatic urethane acrylate)、脂肪族胺基甲酸酯二丙烯酸酯(aliphatic urethane diacrylate)、脂肪族胺基甲酸酯六丙烯酸酯(aliphatic urethane hexaacrylate)、芳香族胺基甲酸酯六丙烯酸酯(aromatic urethane hexaacrylate)或丙烯酸酯封端之胺基甲酸酯；環氧丙烯酸酯(epoxy acrylate)，如雙酚A環氧二丙烯酸酯(bisphenol-A epoxy diacrylate)或酚醛環氧丙烯酸酯(novolac epoxy acrylate)；或其混合物。較佳為丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、脂肪族胺基甲酸酯丙烯酸酯、脂肪族胺基甲酸酯二丙烯酸酯、脂肪族胺基甲酸酯六丙烯酸酯、芳香族胺基甲酸酯六丙烯酸酯、雙酚A環氧二丙烯酸酯、或其混合物。
市售丙烯酸酯類寡聚物之實例包括：由Sartomer公司生產，商品名為、、、或者；由Eternal公司生產，商品名為、、、、、、、、、、或者；及由UCB公司生產，商品名為Ebecryl、Ebecryl、Ebecryl或Ebecryl者。
本發明塗料組合物中組份(i)與組份(ii)之重量比(Rw )係定義如下：
其中Wi 為組份(i)之重量，Wii 為組份(ii)之重量。Rw 可用來調整本發明擴散膜之凹凸微結構層之表面粗糙度(或凹凸微結構之高低差)，並藉此控制所製得擴散膜之光散射效果。舉例言之，根據本發明之一實施態樣，組份(i)為經改質之醇酸樹脂，組份(ii)為丙烯酸酯類單體和丙烯酸酯類寡聚物之混合物，且Rw 較佳介於約0.1至約0.8之範圍，更佳介於0.15至約0.6之範圍。在此實施態樣中，當Rw 小於0.1時，組份(i)含量過少，於基材表面形成的凸起物密度過於稀疏且凸起物過小，無法達到本發明所需之光散射效果；當Rw 大於0.8時，組份(i)於基材表面易形成一連續平面，表面粗糙度不足，無法達到所需之光散射效果。
根據本發明之一具體實施態樣，組份(i)具有大於組份(ii)之比重。在此實施態樣中，由於組份(i)之比重大於組份(ii)之比重，在形成塗層及乾燥移除溶劑之過程中，組份(i)較易下沉，不但可有效附著於基材上，提升利用效率，更可降低組份(ii)與基材之接觸面積，使其易與基材剝離(peeling)。根據本發明之一較佳實施態樣，組份(i)之比重為約1.25至約1.4，組份(ii)之比重為約0.8至約1.2。根據本發明之另一實施態樣，組份(ii)與基材之附著力係小於組份(i)與基材之附著力，此時更有利於組份(ii)之移除。
為使塗料組合物可均勻塗佈於基材上，本發明所使用之組份(iii)係一種可同時溶解組份(i)及組份(ii)以產生一均勻相之溶劑。本案發明人經理論分析和廣泛研究發現溶解組份(i)及組份(ii)的溶劑可根據以下原則進行選擇：1.極性相近原則2.溶解度參數(solubility parameter)相近原則3.溶劑化(solvation)原則，一般而言，組份(i)及組份(ii)分別具有與組份(iii)相近之溶解度參數及/或極性，此時組份(iii)容易有效溶解組份(i)及組份(ii)，形成一均勻相溶液。舉例言之，若組份(i)選擇經甲苯二異氰酸酯改質之醇酸樹脂，溶解度參數約為8.7(cal/cm3 )0.5 至約11.1(cal/cm3 )0.5 ，組份(ii)選擇丙烯酸酯類單體和丙烯酸酯類寡聚物之混合物，溶解度參數約為8.8(cal/cm3 )0.5 至約9.9(cal/cm3 )0.5 ，則可選擇溶解度參數介於上述組份(i)與組份(ii)兩者之間或者與上述兩者接近的溶劑作為組份(iii)，例如但不限於：二甲苯溶劑(溶解度參數8.8(cal/cm3 )0.5 )、甲苯溶劑(溶解度參數8.9(cal/cm3 )0.5 )或甲乙酮溶劑(溶解度參數9.3(cal/cm3 )0.5 )。
溶劑化是指溶質和溶劑分子之間的作用力大於溶質分子之間的作用力，以致溶質分子彼此分離而溶解於溶劑中。因此，若是組份(i)及組份(ii)與組份(ii)之間產生強偶極作用時，會發生溶劑化作用，換言之，組份(iii)分子分別對組份(i)分子和組份(ii)分子產生相互作用，當作用力大於組份(i)和組份(ii)自身的內聚力時，組份(iii)亦有可能溶解組份(i)及組份(ii)。
本發明可視組份(i)及組份(ii)之種類選擇適當之溶劑作為組份(iii)。舉例言之，當組份(i)為經改質之醇酸樹脂及組份(ii)為丙烯酸酯類單體和丙烯酸酯類寡聚物之混合物時，溶劑(iii)可為苯類、酯類或酮類或其混合物。上述苯類溶劑例如但不限於：苯、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、三甲基苯、苯乙烯或其混合物。上述酯類溶劑例如但不限於：乙酸乙酯、乙酸丁酯、碳酸二乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙氧基乙酯、乙酸乙氧基丙酯、單甲基醚丙二醇酯或其混合物。上述酮類溶劑例如但不限於：丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮或其混合物。
本發明之塗料組合物可視需要包含任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者已知之添加劑，其例如但不限於抗靜電劑、硬化劑、光起始劑、螢光增白劑、紫外線吸收劑、無機微粒、溼潤劑(wetting agent)、消泡劑(defoamer)、平坦劑、流平劑(leveling agent)、滑劑(slipping agent)、分散劑(dispersant)或安定劑。
根據本發明之一實施態樣，本發明之塗料組合物進一步包含光起始劑(photo initiator)。適用於本發明之光起始劑，係經光照射後會產生自由基，而透過自由基之傳遞引發聚合反應者，其例如但不限於二苯甲酮(benzophenone)、二苯乙醇酮(benzoin)、二苯乙二酮(benzil)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮(2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one)、1-羥基環己基苯基酮(1-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物(2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide;TPO)或其組合。
本發明之塗料組合物之固含量，以塗料組合物之總重量計，通常為約15重量%至約75重量%，較佳為約30重量%至約65重量%。當固含量小於15重量%時，因固含量過少，容易發生垂流現象；當固含量大於75重量%時，因固含量過高，易造成黏度過高，塗佈性不佳的缺點。
本發明之塗料組合物之製備方法，可為任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者，並可根據組份之不同在適當的環境下調配。根據本發明之一實施態樣，本發明之塗料組合物係在約25℃下將各組份充分混合後製備。
將上述塗料組合物塗佈至基材形成塗層之方式係本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者，其例如但不限於：刮刀式塗佈(knife coating)、滾輪塗佈(roller coating)、微凹版印刷塗佈(micro gravure coating)、流塗(flow coating)、含浸塗佈(dip coating)、噴霧塗佈(spray coating)及簾塗(curtain coating)。根據本發明之一實施態樣，塗佈方式係採滾輪塗佈。
在塗佈之後，本發明利用乾燥自塗層中移除溶劑。由於溶劑在乾燥期間被移除，組份(i)與組份(ii)基於彼此間不相容之特性產生相分離，因此可在乾燥後將組份(ii)自塗層中移除，於基材上留下以組份(i)為主之凹凸微結構。上述乾燥之溫度及時間，可視溶劑之種類而定。根據本發明之一實施態樣，乾燥溫度為約60℃至約140℃，較佳為約100℃至約120℃，乾燥時間為約10秒至約80秒，較佳為約20秒至約60秒。
此外，為更有利於組份(ii)之剝離，特別係當組份(ii)為單體或寡聚物之形式時，本發明可視需要在移除溶劑後，使用能量射線固化組份(ii)，再將組份(ii)自塗層剝離。所用之能量射線，可為任何本發明所屬技術領域具有通常知識者所熟知者，例如但不限於：熱能、輻射能及電子束(e-beam)，亦可使用二種以上之能量射線同時或依序進行固化。上述輻射能包含紅外光、可見光、紫外光(UV light)及雷射(laser)。根據本發明之一實施態樣，所用之固化方式為紫外光固化(UV curing)，其照射強度可為100至1000毫焦耳/平方公分(mJ/cm2 )，較佳係200至800mJ/cm2 。
如本文先前所述，可藉由塗料組合物中組份(i)與組份(ii)之重量比調整所製得之凹凸微結構層之表面粗糙度或凹凸微結構之高低差，以獲得較佳之光散射效果。此外，亦可藉由控制加工之條件，例如乾燥溫度或時間，調整所製得之凹凸微結構層之表面粗糙度或凹凸微結構之高低差。根據本發明之一實施態樣，該凹凸微結構層之算數平均粗糙度(Ra)為約0.2μm至約2μm，較佳為約0.4μm至1.5μm，其十點平均粗糙度(Rz)為約2μm至約12μm，較佳為約3μm至約7μm。
本發明之擴散膜除了可將塗料組合物塗佈於塑膠基材上製造該凹凸微結構，尚可以其他習知光學膜(例如：擴散反射膜(diffusion reflective film)、聚光膜(brightness enhance film)、反射偏光膜(reflective polarizing film)或是任何需光勻化功能之光學膜片)作為基材進行加工，製造該凹凸微結構，藉此提升膜片之光擴散效果。
本發明之擴散膜根據JIS K7136標準方法測量具有不小於5%，較佳介於約15%至約75%間之霧度；且具有不小於50%，較佳介於約70%至約95%之全光線透過率(total light transmittance)。
根據本發明之一實施態樣，本發明之擴散膜包含聚對苯二甲酸乙二酯基材，該基材至少一側包含一凹凸微結構層，其中該凹凸微結構層係以如本發明之相分離方法形成且係由經甲苯二異氰酸酯改質之醇酸樹脂所構成，該擴散膜以JIS K7136標準方法測量具有不小於5%之霧度及不小於50%之全光線透過率。
本發明之擴散膜不需額外的表面處理步驟，且所得微結構層與基材之密著性仍佳，因此可降低製造成本，提升產業利用價值。本發明所製得之擴散膜具有凹凸微結構，使用於光源裝置，例如可用於LCD之背光模組中，提供光擴散效果，上述凹凸微結構可位於基材之出光面、入光面或其二者，較佳為基材之出光面。此外，本發明之擴散膜不含擴散粒子，可避免因擴散粒子聚集或黏附影響擴散光線的均勻度，及擴散粒子沉降或脫落所導致之問題。
以下實施例係用於對本發明作進一步說明，唯非用以限制本發明之範圍。任何熟悉此項技藝之人士可輕易達成之修飾及改變均包括於本案說明書揭示內容及所附申請專利範圍之範圍內。
製備例1
取一250毫升玻璃瓶，依序加入30.0克二季戊四醇六丙烯酸酯、6.0克三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、42.0克季戊四醇三丙烯酸酯、84.0克脂肪族胺基甲酸酯六丙烯酸酯【Etercure 6145-100，Eternal公司】及光起始劑：18.0克1-羥基環己基苯基酮。最後製得固形份為100%且總重約180克之混合物。
製備例2
取一100毫升玻璃瓶，依序加入組份(iii)：46.5克甲苯溶劑、組份(ii)及光起始劑：26.6克製備例1之混合物、組份(i)：26.6克經甲苯二異氰酸酯改質之蓖麻油醇酸樹脂【Eterkyd 5010-S-50，Eternal公司，固形份約50%】。最後製得固形份40%且總重約100克澄清透明之塗料組合物。
製備例3
取一100毫升玻璃瓶，依序加入組份(iii)：52.0克甲苯溶劑、組份(ii)及光起始劑：32.0克製備例1之混合物、組份(i)：16.0克經甲苯二異氰酸酯改質之蓖麻油醇酸樹脂[Eterkyd 5010-S-50，Eternal公司，固形份約50%]。最後製得固形份40%且總重約100克澄清透明之塗料組合物。
製備例4
取一100毫升玻璃瓶，依序加入組份(iii)：54.4克甲苯溶劑、組份(ii)及光起始劑：34.2克製備例1之混合物、組份(i)：11.4克經甲苯二異氰酸酯改質之蓖麻油醇酸樹脂[Eterkyd 5010-S-50，Eternal公司，固形份約50%]。最後製得固形份40%且總重約100克澄清透明之塗料組合物。
實施例1
以RDS塗抹棒#8將製備例2所製得之塗料組合物塗佈在厚度為188μm之透明PET基材[TAIRILIN BH116，南亞塑膠公司]表面上形成一塗層，經100℃乾燥1分鐘除去溶劑後，再以UV曝光機台[Fusion UV，F600V，600W/inch，H型燈源]，能量射線200mJ/cm2 加以固化，接著利用膠帶[Scotch #610，3M公司]黏貼塗層表面剝離固化後之組份(ii)，製得總厚度為190μm之具凹凸微結構之擴散膜。
實施例2
使用於實施例1相同之方法，但使用110℃之溫度乾燥30秒去除溶劑，製得總厚度為190μm之具凹凸微結構之擴散膜。
實施例3
使用於實施例1相同之方法，但改以製備例3所製得之塗料組合物進行塗佈，製得總厚度為190μm之具凹凸微結構之擴散膜。
實施例4
使用於實施例1相同之方法，但改以製備例4所製得之塗料組合物進行塗佈，製得總厚度為190μm之具凹凸微結構之擴散膜。
比較例1
將經甲苯二異氰酸酯改質之蓖麻油醇酸樹脂[Eterkyd 5010-S-50，Eternal公司，固形份約50%]，以RDS塗抹棒#8塗佈在厚度為188μm之透明PET基材[TAIRILIN BH116，南亞塑膠公司]表面上，經100℃乾燥1分鐘除去溶劑後，製得總厚度為190μm之擴散膜。
比較例2
將製備例1之混合物塗佈在厚度為188μm之透明PET基材[TAIRILIN BH116，南亞塑膠公司]表面上，再以UV曝光機台[Fusion UV，F600V，600W/inch，H型燈源]，能量射線200mJ/cm2 加以固化，最後製得總厚度為190μm之擴散膜。
比較例3
將經甲苯二異氰酸酯改質之蓖麻油醇酸樹脂[Eterkyd 5010-S-50，Eternal公司，固形份約50%]，以噴砂處理過之表面具凹凸結構刻痕之滾輪塗佈在厚度為188μm之透明PET基材[TAIRILIN BH116，南亞塑膠公司]表面上，經100℃乾燥1分鐘除去溶劑後，最後製得平均厚度為190μm之擴散膜。
測試方法：
膜厚測試 ：利用膜厚計【型號PIM-100，TESA公司】，以1N下壓接觸方式量測待測塗層之膜厚。
霧度/全光線透過率測試 ：利用霧度計【型號NDH 5000W，日本電色公司】，依JIS K-7136標準方法，量測待測塗層之霧度(Hz%)及全光線透過率(Tt%)，測試所得結果如下列表1所示。
表面粗糙度試驗 ：利用粗糙度計[型號Surftest SJ-201，Mitsutoyo公司]，依JIS B-0601標準方法量測待測塗層的算數平均粗糙度(Ra，單位μm)與十點平均粗糙度(Rz，單位μm)，測試所得結果如下列表1所示。
密著測試 ：利用百格刮刀[型號Cross-cut Guide CCJ-1，CHUO SEIMITSU KIKI公司]刮劃塗膜表面，隨後以膠帶黏貼塗膜，再以90°撕起，判定剝落格數，依JIS K-5400標準方法量測待測塗層對於PET基材之密著性，測試所得結果如下列表1所示。
以光學顯微鏡分別觀察實施例1至實施例4之擴散膜之表面微結構，所得圖形如圖1至圖4所示。由圖1至4之結果可知，當組份(i)比例越低，所製得之擴散膜之凹凸起伏之密度越稀疏。
由實施例1至4之結果可知：組份(i)與組份(ii)之重量比會影響擴散膜之霧度及全光線透過率。組份(i)比例越低，所製得之擴散膜之霧度較低。因此，可視實際上應用之需要，藉由調整組份(i)與組份(ii)之比例以製備各種具有不同霧度及全光線透過率的擴散膜。
由實施例1及2之結果可知：實施例1及2使用相同之塗料組合物，但實施例2以較高溫度及較短時間進行乾燥，所得之擴散膜具有較高之霧度。因此，除了可調整組份(i)與組份(ii)之比例以控制擴散膜之擴散性質外，尚可藉由控制乾燥溫度及/或時間等製程參數，以調整所得擴散膜之性質，使其更符合實際應用上之需求。
實施例1至4所使用的透明PET基材與組份(i)材料性質相近，附著力佳，均可通過密著測試，所製得之凹凸微結構層與基材無脫落現象發生。
由表1可知：比較例1及2之擴散膜僅具有由組份(i)或組份(ii)所形成的塗層，表面無明顯凹凸微結構生成，因此其霧度僅分別為2.3%與2.5%，無法提供有效之光擴散效果。此外，比較例1之塗層由組份(i)所構成，材料性質與基材相近，附著力佳，可通過密著測試；反之，比較例2之塗層由組份(ii)所構成，其固化後與基材之附著力差，於密著測試後完全脫落。
圖1為實施例1擴散膜之表面微結構之顯微照片圖。
圖2為實施例2擴散膜之表面微結構之顯微照片圖。
圖3為實施例3擴散膜之表面微結構之顯微照片圖。
圖4為實施例4擴散膜之表面微結構之顯微照片圖。
(無元件符號說明)

Claims (13)

  1. 一種擴散膜，其包含一聚對苯二甲酸乙二酯基材及位於該基材至少一側之凹凸微結構層，該擴散膜根據JIS K7136標準方法測量具有不小於5%之霧度及不小於50%之全光線透過率，其中該凹凸微結構層係藉由包括下列步驟之方法所形成：(a)將下列組份混合形成一塗料組合物：(i)經甲苯二異氰酸酯改質之醇酸樹脂；(ii)一與組份(i)不相容之材料；及(iii)一溶劑，其中組份(i)與組份(ii)之重量比介於0.1至0.8；(b)將該塗料組合物塗佈於該基材之至少一側上形成一塗層；(c)乾燥塗層以移除組份(iii)，其中組份(i)與組份(ii)在乾燥期間產生相分離；及(d)移除組份(ii)以形成該凹凸微結構。
  2. 如請求項1之擴散膜，其中該形成凹凸微結構層之方法進一步包含：在步驟(c)之後及步驟(d)之前，使用能量射線固化組份(ii)。
  3. 如請求項1之擴散膜，其中組份(ii)係選自由丙烯酸酯類單體、丙烯酸酯類寡聚物、丙烯酸酯類聚合物及其組合所組成之群。
  4. 如請求項1之擴散膜，其中該塗料組合物進一步包含添加劑。
  5. 如請求項1之擴散膜，其中組份(i)之比重大於組份(ii)之比重。
  6. 如請求項5之擴散膜，其中組份(iii)為苯類、酯類或酮類或其混合物。
  7. 如請求項1之擴散膜，其以JIS K7136標準方法測量具有介於15%至75%之霧度及介於70%至95%之全光線透過率。
  8. 一種製造具凹凸微結構之擴散膜之方法，其包含：(a)提供一聚對苯二甲酸乙二酯基材；(b)將下列組份混合形成一塗料組合物：(i)經甲苯二異氰酸酯改質之醇酸樹脂；(ii)一種與組份(i)不相容之材料；及(iii)一溶劑，其中組份(i)與組份(ii)之重量比介於0.1至0.8；(c)以塗佈方式，將該塗料組合物塗佈於該基材之至少一側上形成一塗層；(d)乾燥塗層以移除組份(iii)，其中組份(i)與組份(ii)在乾燥期間產生相分離；及(e)移除組份(ii)以形成該凹凸微結構，及 在步驟(d)之後及步驟(e)之前，使用能量射線固化組份(ii)。
  9. 如請求項8之方法，其中該塗佈方式係選自由刮刀式塗佈、滾輪塗佈、微凹版印刷塗佈、流塗、含浸塗佈、噴霧塗佈及簾塗所組成之群。
  10. 如請求項9之方法，其中該塗佈方式係為採滾輪塗佈。
  11. 如請求項8之方法，其中該能量射線係選自由熱能、輻射能及電子束或及組合所組成之群。
  12. 如請求項8之方法，其中該能量射線係為紫外光。
  13. 一種擴散膜，其包含一聚對苯二甲酸乙二酯基材，該基材至少一側包含一凹凸微結構層，其中該凹凸微結構層係以相分離方法形成，且該凹凸微結構係由經甲苯二異氰酸酯改質之醇酸樹脂所構成，該擴散膜根據JIS K7136標準方法測量具有不小於5%之霧度及不小於50%之全光線透過率。
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