TWI546327B - 展現優異紫外線阻隔性之光學膜及包含其之偏光板 - Google Patents

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Description

展現優異紫外線阻隔性之光學膜及包含其之偏光板
本發明係關於一種具有優異紫外線阻隔性光學膜及包含該光學膜之偏光板，尤其關於一種在寬的波長範圍內能夠有效阻隔紫外線之光學膜，甚至包含少量之紫外線吸收劑的狀況下亦然，以及包含該光學膜之偏光板。
目前應用於影像顯示器單元(如液晶顯示器)之偏光板普遍包括三醋酸纖維素薄膜(以下稱之為TAC薄膜)作為保護薄膜，以保護一聚乙烯醇偏光片。然而TAC薄膜之抗熱度及抗潮濕度可能不足，因而造成偏光板的一些問題，例如：可能因高溫高濕度的環境下所造成之薄膜變形，導致偏光度或顏色劣化。有鑑於此，目前使用具有優異的抗熱及抗溼特性之透明丙烯酸樹脂薄膜作為取代TAC的替代方案，作為偏光板之保護薄膜使用。
同時，近年來亦發展出加入紫外線吸收劑於保護膜中，以隔絕紫外線而保護聚乙烯醇偏光片之科技。對於在陽光中之紫外線而言，波長帶介於320至400nm之間 係為UVA區域，以及波長帶介於290至320nm之間係為UVB區域。在UVA區域的光並不會被臭氧層吸收且具有高強度，因此必須被隔離；雖然在UVB區域的光幾乎會被臭氧層吸收掉，且於地面時之量幾乎微乎其微，但是依然需要隔絕，原因在於這些區域的光具有較短的波長而具有較大的能量。 然而，目前提出的包含於保護薄膜之紫外線吸收劑仍有問題存在，即能夠隔絕的紫外線之光波長侷限於320至400nm區間之內。
此外，目前提出包括於丙烯酸光學膜中的紫外 線吸收劑，需加入相當數量的紫外線吸收劑以達到有效的紫外線阻擋效果，然而，添加了相當大量的紫外線吸收劑時，當丙烯酸樹脂經由高溫並以擠出機壓製，而後於通過T型模到鑄造輥(casting roll)之間急遽降溫時，其中紫外線吸收劑因分解並由該膜中逸出而使澆鑄輥變形，此現象稱為「移徒(migration)」，在丙烯酸膜之製備過程中可為一嚴重問題，且因此，可能因紫外線吸收劑的熱分解及膜的變形導致該膜的外部質量較差。
另外，紫外線吸收劑具有低分子量以及低玻璃 轉移溫度等特徵，因此，當紫外線吸收劑之含量增加時，包含紫外線吸收劑之丙烯酸膜之分子量與玻璃轉移溫度亦隨之減少，因而造成耐熱性降低。
有鑑於此，目前亟需一種丙烯酸光學膜，即使 其中僅含有少量之紫外線吸收劑，也能夠有效隔絕波長帶320至400nm(UVA區域)以及於波長帶290至320(UVB 區域)之紫外線。
本發明之一目的在於提供一種丙烯酸光學膜，即使在僅含少量紫外線吸收劑的狀況下，也能夠有效的阻擋UVA以及UVB區域之紫外線；以及提供一種包含該光學膜之偏光板。
根據本發明揭示內容之一態樣，提供一種光學膜，包括：紫外線吸收劑，其於波長帶290至320nm具有一第一峰值，其最高吸收係數係0.07至0.10phr-1μm-1，及於波長帶330至400nm具有一第二峰值，其最高吸收係數係0.11至0.16phr-1μm-1；以及一丙烯酸樹脂，其中，相對於100重量份之該丙烯酸樹脂，該紫外線吸收劑之含量係0.3至1.0重量份。
在此，該紫外線吸收劑包括一種以上之化合物係選自：由化學式1所代表之化合物，以及由化學式2所代表之化合物所組成之群組。
在化學式1中，R1至R3各自獨立為一經取代 或未經取代之C1-18烷基。
在化學式2中，R4至R5各自獨立為氫、或一經取代或未經取代之C1-18烷基。
更具體來說，化學式1中之R1至R3係各自獨立為一未經取代之C1-6烷基，以及化學式2中之R4及R5係各自獨立為氫、或未經取代之C1-6烷基。
例如：該紫外線吸收劑可包括一種以上之化合物，其係選自：由下列化學式1-1所代表之化合物，以及由下列化學式2-1所代表之化合物所組成的群組。
【化學式2-1】
同時地，該光學膜於轉換成50μm之厚度後，在波長290nm及波長380nm測得之透光度為5.5%以下。
此外，該光學膜在可見光區域具有92%以上之透光度。
另外，該光學膜之厚度為5μm至80μm。
同時，該丙烯酸樹脂係為一共聚合物樹脂，其包含一(甲基)丙烯酸酯系單體((meth)acrylate-based monomer)以及一苯乙烯系單體(styrene-based monomer)。
另外，該紫外線吸收劑之分子量介於400至600g/mol之範圍內。
本發明之另一態樣係提供一種偏光板，其包含該光學膜配置於該偏光片之一邊或雙邊，以及包含前述光學膜之一種影像顯示單元。
就如同前文所描述，根據本發明之實施例，本發明所揭示之光學膜具有優異的紫外線吸收效率，並於該光學膜轉換成50μm之厚度後，在波長290nm及波長380nm測得之透光度有效地降為5.5%以下，並因該光學膜組成成份單純，且僅包含少量的紫外線吸收劑，使得於熱處理擠 壓處理製程中所導致之熱分解量較小。
除此之外，本發明所揭示之包含於光學膜中之 紫外線吸收劑之成本低於現有之紫外線吸收劑，因此，在光學膜的價格競爭方面，以及包含該光學膜之偏光板及影像顯示單元的價格競爭方面，能獲得顯著的提升。
本發明揭示之示例性實施例將搭配隨附圖式 加以描述。然而，其所揭示之內容可以各種不同形式實現，不應侷限於說明書內文所闡述的實施例中。更確切地說，該些實施例係為了使本發明之內容更徹底且完整地被公開，並充份地將本發明之範圍傳達予熟習本領域技術之人士。
本發明一示例性實施例之光學膜包括：紫外線 吸收劑，其於波長帶290至320nm具有一第一峰值，其最高吸收係數係0.07至0.10phr-1μm-1，並於波長帶330至400nm具有一第二峰值，其最高吸收係數係0.11至0.16phr-1μm-1；以及一丙烯酸樹脂，其中，相對於100重量份之該丙烯酸樹脂，該紫外線吸收劑之含量係0.3至1.0重量份。
根據波長並利用下列所列舉之式(1)及式(2) 計算所得到顯示吸收係數之吸收光譜中，根據本發明一實施例之紫外線吸收劑，其於波長帶290至320nm具有一第一峰值，其最高吸收係數係0.07至0.10phr-1μm-1，及於波長帶330至400nm具有一第二峰值，其最高吸收係數係0.11至0.16phr-1μm-1；較佳地，於波長帶290至320nm具有一第一峰值，其最高吸收係數係0.075至0.095phr-1μm-1，及於波長帶330至400nm具有一第二峰值，其最高吸收係數係 0.125至0.160phr-1μm-1；更較佳地，於波長帶290至320nm具有一第一峰值，其最高吸收係數係0.075至0.085phr-1μm-1，及於波長帶330至400nm具有一第二峰值，其最高吸收係數係0.125至0.155phr-1μm-1。
式(1)A=-Log T
式(2)A=ε bc
在式(1)及(2)中，A代表吸收值、T代表透光度、ε代表吸收係數、b代表薄膜厚度(μm)，以及c代表該紫外線吸收劑之濃度(重量份)。該吸收係數值之計算係在紫外線吸收劑加入至該薄膜之後計算而得，以及其單位為phr-1μm-1，此外，作為參考，吸收值之單位係為無因次參數(dimensionless)。
在上述情況下，該紫外線吸收劑可有效地吸收紫外線，甚至於290至400nm之寬波長帶中亦然。更具體地，對於陽光中的紫外線，於波長帶320nm至400nm係為UVA區域，以及於波長帶290nm至320nm則為UVB區域，UVA區域之紫外線則不被臭氧層所吸收且具有高度強度因而毫無疑問地必須被阻隔，相對的，雖然位於UVB區域之紫外線大部分會被臭氧層所吸收，且該光達到地面時之量甚小，然而亦須阻隔之，因其量雖小卻因其之光波長短而有高度能量。當紫外線吸收劑滿足上述之狀況時，該紫外線吸收劑可有效率的吸收所有於UVA區域以及UVB區域的紫外線，因此，能防止紫外線對偏光片之負面影響。
同時，依據本發明另一實施例所揭示之紫外線 吸收劑，雖然並不限於，但可包括一種以上之化合物，其係選自：由化學式1所代表之化合物，以及由化學式2所代表之化合物所組成之群組。換句話說，該紫外線吸收劑包含之化合物可由化學式1所代表，該紫外線吸收劑包含之化合物亦可由化學式2所代表，或該紫外線吸收劑包含之化合物亦可同時由化學式1以及由化學式2所代表。然而，較佳地，該紫外線吸收劑包含之化合物可為由化學式1所代表為主要成分，以及例如：該紫外線吸收劑包含之化合物可為由化學式1所代表佔總紫外線吸收劑之比例可為80mol%以上，較佳為90mol%以上，以及更佳為94mol%以上。
在化學式1中，R1至R3各自獨立為一經取代或未經取代之C1-18烷基。
在此，在化學式1中，由R1至R3所代表之一經取代或未經取代之C1-18烷基可為，但不限於：甲基(methyl)、乙基(ethyl)、丙基(propyl)、異丙基(isopropyl)、 丁基(butyl)、第二丁基(secondary butyl)、第三丁基(tertiary butyl)、異丁基(isobutyl)、戊基(amyl)、異戊基(isoamyl)、第三戊基(tertiary amyl)、己基(hexyl)、庚基(heptyl)、2-甲基己基(2-methylhexyl)、異庚基(isoheptyl)、第三庚基(tertiary heptyl)、n-辛基(n-octyl)、異辛基(isooctyl)、第三辛基(tertiary octyl)、2-乙基己基(2-ethylhexyl)、壬基(nonyl)、異壬基(isononyl)、癸基(decyl)、十二基(dodecyl)、十三基(tridecyl)、十四基(tetradecyl)、十五基(pentadecyl)、十六基(hexadecyl)、十七基(heptadecyl)、十八基(octadecyl)、環戊基(cyclopentyl)、環己基(cyclohexyl)、環庚基(cycloheptyl)、氯甲基(chloromethyl)、二氯甲基(dichloromethyl)、三氯甲基(trichloromethyl)、2-羥乙基(2-hydroxyethyl)、2-羥丙基(2-hydroxypropyl)、3-羥丙基(3-hydroxypropyl)、2-甲氧基乙基(2-methoxyethyl)、2-乙氧基乙基(2-ethoxyethyl)、2-丁氧基乙基(2-butoxyethyl)、2-甲氧基丙基(2-methoxypropyl)、3-甲氧基丙基(3-methoxypropyl)以及其類似物。
【化學式2】
其中，在化學式2中，R4至R5各自獨立為氫、 或一經取代或未經取代之C1-18烷基。
在此，在化學式2中，由R4至R5所表示之一 經取代或未經取代之C1-18烷基可為，但不限於：甲基(methyl)、乙基(ethyl)、丙基(propyl)、異丙基(isopropyl)、丁基(butyl)、第二丁基(secondary butyl)、第三丁基(tertiary butyl)、異丁基(isobutyl)、戊基(amyl)、異戊基(isoamyl)、第三戊基(tertiary amyl)、己基(hexyl)、庚基(heptyl)、2-甲基己基(2-methylhexyl)、異庚基(isoheptyl)、第三庚基(tertiary heptyl)、n-辛基(n-octyl)、異辛基(isooctyl)、第三辛基(tertiary octyl)、2-乙基己基(2-ethylhexyl)、壬基(nonyl)、異壬基(isononyl)、癸基(decyl)、十二基(dodecyl)、十三基(tridecyl)、十四基(tetradecyl)、十五基(pentadecyl)、十六基(hexadecyl)、十七基(heptadecyl)、十八基(octadecyl)、環戊基(cyclopentyl)、環己基(cyclohexyl)、環庚基(cycloheptyl)、氯甲基(chloromethyl)、二氯甲基(dichloromethyl)、三氯甲基(trichloromethyl)、2- 羥乙基(2-hydroxyethyl)、2-羥丙基(2-hydroxypropyl)、3-羥丙基(3-hydroxypropyl)、2-甲氧基乙基(2-methoxyethyl)、2-乙氧基乙基(2-ethoxyethyl)、2-丁氧基乙基(2-butoxyethyl)、2-甲氧基丙基(2-methoxypropyl)、3-甲氧基丙基(3-methoxypropyl)以及其類似物。
除此之外，化學式1中之R1至R3較佳可各自 獨立為一未經取代之C1-6烷基，更優地，可為C3-5烷基，在化學式2中，R4至R5較優係各自獨立為氫、或未經取代之C1-6烷基，更優地，可為氫、或未經取代之C3-5烷基。
更具體而言，本發明之一實施例所揭示之該紫 外線吸收劑，雖然並不限於，但可為包括一種以上之化合物，其係選自：由化學式1-1所代表之化合物，以及由化學式2-1所代表之化合物所組成的群組。換句話說，該紫外線吸收劑可包含由化學式1-1所代表之化合物、該紫外線吸收劑可包含由化學式2-1所代表之化合物、或該紫外線吸收劑可包含由化學式1-1以及2-1所代表之化合物。
【化學式2-1】
同時，根據本發明實施例所揭示之該紫外線吸 收劑，其中，相對於100重量份之該丙烯酸樹脂，該紫外線吸收劑之含量係0.3至1.0重量份。當該紫外線吸收劑含量少於0.3重量份時，則無法表現充分的阻隔紫外線，而當紫外線吸收劑含量高於1.0重量份時，則會造成「移徒」，係當丙烯酸樹脂經高溫並以擠出機壓製，而後於通過T型模到鑄造輥(casting roll)之間急遽降溫時，其中紫外線吸收劑因分解並由該膜中逸出而使澆鑄輥變形，可能在丙烯酸膜製作過程中引發一連串的問題，以及當移徒狀況越趨嚴重時，因熱分解的紫外線吸收劑亦會使薄膜變形的緣故，導致該薄膜外部之表面品質則可能降低。
此外，考量到加工性以生產率，該紫外線吸收 劑之分子量介於400至600g/mol之範圍內，較佳地，分子量介於500至600g/mol之範圍內。當該紫外線吸收劑之分子量低於前述之範圍時，則該紫外線吸收劑則可能衍生耐熱性不佳的問題；當紫外線吸收劑之分子量高於前述的範圍時，由於加入的莫耳數量可相應地降低，使得紫外線吸收劑的含量增加而衍生問題。因此，紫外線吸收劑之含量 則需在最小含量達到最大效能，也因此，上述之範圍係為較佳實施範圍。
接下來，依本發明所揭示之一實施例中，該丙 烯酸樹脂含有(甲基)丙烯酸酯系單體作為主要成分，且其組成概念不僅僅包含由(甲基)丙烯酸酯系單體形成之一同元聚合物樹脂(homopolymer resin)，更包含一共聚合物樹脂(copolymer resin)，其由除了(甲基)丙烯酸酯系單體之外其餘單體單元共聚而成，以及一混合樹脂，其中，其它的樹脂混合至如上所述之丙烯酸樹脂。該些其它樹脂之範例包含，但不限於，聚碳酸酯系樹脂(polycarbonate-based resin)及其類似物，以及在此，該聚碳酸酯系樹脂可為一包含芳香環於分子中之聚碳酸酯系樹脂，或一包含脂肪族環於分子中之聚碳酸酯系樹脂。
在此，該(甲基)丙烯酸酯系單體之組成概念 不僅僅包含丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯，更包含丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯之衍生物，且相關範例包含甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)、甲基丙烯酸乙酯(ethyl methacrylate)、甲基丙烯酸丙酯(propyl methacrylate)、甲基丙烯酸正丁酯(n-butyl methacrylate)、甲基丙烯酸叔丁酯(t-butyl methacrylate)、環己基甲基丙烯酸酯(cyclohexyl methacrylate)、甲基丙烯酸苯酯(phenyl methacrylate)、甲基丙烯酸芐酯(benzyl methacrylate)、甲基丙烯酸甲氧基乙酯(methoxyethyl methacrylate)、甲基丙烯酸乙氧基乙酯(ethoxyethyl methacrylate)、甲基丙烯酸丁氧基甲酯 (butoxymethyl methacrylate)、丙烯酸甲酯(methyl acrylate)、丙烯酸乙酯(ethyl acrylate)、丙烯酸丙酯(propyl acrylate)、丙烯酸正丁酯(n-butyl acrylate)、丙烯酸叔丁酯(t-butyl acrylate)、環己基丙烯酸酯(cyclohexyl acrylate)、丙烯酸苯酯(phenyl acrylate)、丙烯酸芐酯(benzyl acrylate)、丙烯酸甲氧基乙酯(methoxyethyl acrylate)、丙烯酸乙氧基乙酯(ethoxyethyl acrylate)、丙烯酸丁氧基甲酯(butoxymethyl acrylate)、寡聚物(oligomers)等，或其類似物，以及在前述提及之化合物中，烷基(甲基)丙烯酸酯(alkyl (meth)acrylate)像是如甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)以及丙烯酸甲酯係為較佳，但本發明並不限於此，前述所提及之化合物可單獨使用亦可混合使用。
同時地，為了增加耐熱性，該丙烯酸樹脂除了 (甲基)丙烯酸酯系單體外，可包含一馬來酸酐系單體(maleic anhydride-based monomer)、一馬來醯亞胺系單體(maleimide-based monomer)及其類似物。在前述這些化合物中，較佳包含一馬來酸酐系單體或馬來醯亞胺系單體。 在此，馬來酸酐系單體之例子包含馬來酸酐、甲基馬來酸酐、乙基馬來酸酐、丙基馬來酸酐、異丙基馬來酸酐、環己基馬來酸酐、苯基馬來酸酐及其類似物；以及馬來醯亞胺系單體之例子則包含馬來亞醯胺、N-甲基馬來亞醯胺、N-乙基馬來亞醯胺、N-丙基馬來亞醯胺、N-異丙基馬來亞醯胺、N-環己基馬來亞醯胺、N-苯基馬來亞醯胺，及其類似物，然實例並不限於此。前述所提及之化合物可單獨使 用亦可混合使用。
同時地，為了強化負相位差特性，該丙烯酸樹 脂除了(甲基)丙烯酸酯系單體，可包含一苯乙烯系單體(styrene-based monomer)作為其它單體。該苯乙烯系單體之例子包含：苯乙烯(styrene)、α-甲基苯乙烯(α-methylstyrene)、3-甲基苯乙烯(3-methylstyrene)、4-甲基苯乙烯(4-methylstyrene)、2,4-二甲基苯乙烯(2,4-dimethylstyrene)、2,5-二甲基苯乙烯(2,5-dimethylstyrene)、2-甲基-4-氯苯乙烯(2-methyl-4-chlorostyrene)、2,4,6-三甲基苯乙烯(2,4,6-trimethylstyrene)、順-β-甲基苯乙烯(cis-β-methylstyrene)、反-β-甲基苯乙烯(trans-β-methylstyrene)、4-甲基-α-甲基苯乙烯(4-methyl-α-methylstyrene)、4-氟基-α-甲基苯乙烯(4-fluoro-α-methylstyrene)、4-氯基-α-甲基苯乙烯(4-chloro-α-methylstyrene)、4-溴基-α-甲基苯乙烯(4-bromo-α-methylstyrene)、4-t-丁基苯乙烯(4-t-butylstyrene)、2-氟苯乙烯(2-fluorostyrene)、3-氟苯乙烯(3-fluorostyrene)、4-氟苯乙烯(4-fluorostyrene)、2,4-二氟苯乙烯(2,4-difluorostyrene)、2,3,4,5,6-五氟苯乙烯(2,3,4,5,6-pentafluorostyrene)、2-氯苯乙烯(2-chlorostyrene)、3-氯苯乙烯(3-chlorostyrene)、4-氯苯乙烯(4-chlorostyrene)、2,4-二氯苯乙烯(2,4-dichlorostyrene)、2,6-二氯苯乙烯(2,6-dichlorostyrene)、八氯苯乙烯(octachlorostyrene)、2-溴苯乙烯(2-bromostyrene)、3-溴苯乙烯(3-bromostyrene)、4-溴 苯乙烯(4-bromostyrene)、2,4-二溴苯乙烯(2,4-dibromostyrene)、α-溴苯乙烯(α-bromostyrene)、β-溴苯乙烯(β-bromostyrene)、2-羥基苯乙烯(2-hydroxystyrene)、4-羥基苯乙烯(4-hydroxystyrene)及其類似物，以及在前述之化合物中，較佳為苯乙烯以及α-甲基苯乙烯。前述所提及之化合物可單獨使用亦可混合使用。
除此之外，在兩個或多個苯乙烯系混合物類型 中，馬來酸酐系單體(maleic anhydride-based monomer)、馬來醯亞胺系單體(maleimide-based monomer)可被使用於丙烯酸樹脂中。例如：該丙烯酸樹脂可包含一(甲基)丙烯酸系單體，及可為包括一種以上之單體係選自：苯乙烯系單體、馬來酸酐系單體、及馬來醯亞胺系單體所組成的群組。
更具體而言，該丙烯酸樹脂可包含，但不限於， 環己基馬來酸酐甲基丙烯酸甲酯共聚合物(cyclohexyl maleic anhydride-methyl methacrylate copolymer)、N-環己基馬來醯亞胺甲基丙烯酸甲酯共聚合物(N-cyclohexyl maleimide-methyl methacrylate copolymer)、苯乙烯環己基馬來酸酐甲基丙烯酸甲酯共聚合物(styrene-cyclohexyl maleic anhydride-methyl methacrylate copolymer)、苯乙烯-N-環己基馬來醯亞胺甲基丙烯酸甲酯共聚合物(styrene-N-cyclohexyl maleimide-methyl methacrylate copolymer)、α-甲基苯乙烯-N-環己基馬來醯亞胺甲基丙烯酸甲酯共聚合物(α-methylstyrene-N-cyclohexyl maleimide-methyl methacrylate copolymer)、α-甲基苯乙烯-N-苯基馬來醯亞胺甲基丙烯酸甲酯共聚合物(α-methylstyrene-N-phenyl maleimide-methyl methacrylate copolymer)、N-苯基馬來醯亞胺-共-甲基丙烯酸甲酯-共-α-甲基-苯乙烯-共-甲基丙烯酸酯共聚合物(N-phenylmaleimide-co-methylmethacrylate-co-α-methyl-styrene-co-methacrylate copolymer)及其類似物。
更具體而言，依據本發明之一實施例之該丙烯 酸樹脂，可特別係指一種於主鍊上具有由化學式3或4所代表之環狀結構之丙烯酸樹脂。該些位於主鍊上由化學式3或4所代表之環狀結構因其具有高玻璃轉移溫度而具有優異的抗熱性。
在化學式3中，R6及R7係各自獨立為一氫原 子或C1-6烷基；X1係為一氧原子或一氮原子；以及當X1為氧原子時，R8並不存在，以及當X1為氮原子時，R8為氫原子、C1-6烷基、環戊基、環己基或苯基。在此，在R6以及R7中，該C1-6烷基可為直鏈或支鏈，以及該烷基中一個或多個氫原子可被任何取代基所取代。另外，在R8中，該C1-6 烷基可為直鏈烷基。
在化學式4中，R9以及R10係各自獨立為一氫 原子或C1-6烷基；X2係為一氧原子或一氮原子；以及當X2為氧原子時，R11並不存在，以及當X2為氮原子時，R11為氫原子、C1-6烷基、環戊基、環己基或苯基。在此，在R9以及R10中，該C1-6烷基可為直鏈或支鏈，以及該烷基中一個或多個氫原子可被任何取代基所取代。另外，在R11中，該C1-6烷基可為直鏈烷基。
同時地，依據本發明實施例所描述之光學膜可 由該紫外線吸收劑與該丙烯酸樹脂混合形成而得之樹脂混合物而製備。更具體而言，依據本發明實施例所描述之光學膜可藉由任何習知方法混合該丙烯酸樹脂與紫外線吸收劑，例如：溶液澆鑄方法(solution casting method)或擠壓成形方法(extrusion method)。由經濟的考量上來看，使用擠壓成形方法係為較佳。依據不同的情況，添加劑，如改良劑(amendment)，可於不造成該薄膜損傷之前提下，額外地於該薄膜製備過程中加入其中，且可另外進行一單軸或雙軸定向性步驟。
在定向性處理中，機器方向定向(MD)以及 橫向定向(TD)可分開或同時進行。此外，當機器方向定向及橫向定向同時進行時，可對其中一方向先行定向再進行另一方向、或在同一時間點上對兩方向定向。另外，該定向可由一個步驟或多個步驟執行之，在機器方向定向的狀況下，係藉由滾輪之間之不同速率而進行，且在橫向定向的狀況下，可使用一拉幅機(tenter)。當進行橫向定向時，該拉幅機之軌道起始角度一般為10度以下，以抑制彎曲現象之發生，並規律地控制該光學軸之角度。前述提及之抑制彎曲現象亦可於橫向定向之多個步驟中執行。
除此之外，定向性可於(Tg-20)℃至(Tg+30) ℃之溫度範圍內執行。溫度範圍意指在一個溫度區間中該些樹脂組成物之儲能模量開始減小，且因此當減少之儲能模量多於儲能模量時，於一溫度程度下其聚合物鍊之定向緩和並消失。另外，定向性處理執行之溫度可為樹脂組成物之玻璃轉移溫度。樹脂組成物之玻璃轉移溫度可藉由微差掃描熱分析儀(DSC)量測之，譬如，當使用微差掃描熱分析儀(DSC)時，約10mg之樣品可密封於一專用鍋中，當該樣品穩定地加熱時，由根據溫度變化而發生相位變化中的熱吸收及消散量繪製圖而量測其玻璃轉移溫度。
對於小型定向性裝置(萬能試驗機，型號： Zwick Z010)來說，其操作定向性可在1至100mm/min之運作率下進行；對於導向定向性裝置而言，其操作定向性之運作率可為0.1至2mm/min，以及其定向之放大倍率為 約5至300%。
依據本發明實施例所描述之光學膜，於該光學 膜轉換成厚度50μm，在波長290nm及波長380nm測量之透光度為5.5%以下。除此之外，該光學膜在可見光區域具有透光度92%以上。當在波長290nm及波長380nm測量之透光度為5.5%以下時，則能有效地阻擋於UVA以及UVB區域之紫外線，以及當光學膜在可見光區域具有透光度92%以上時，該透明度以及該薄膜之顏色則更為優異。
依據本發明實施例所描述之光學膜之厚度較 佳為5μm至80μm，更佳可為5μm至50μm。就如同如公式(1)以及(2)所驗證地，吸收度係伴隨著與厚度相關之b值之增加而增加，因此，吸光度的增加亦隨著薄膜之厚度增加而增長，然而，薄膜的厚度如太厚則無法順應現今工業上對於追求薄之膜厚的潮流。然而，當追求薄膜厚度越薄越好時，因其紫外線阻隔效能之減低，則紫外線吸收劑之成份則需增加，且在這樣的狀況下，則可能衍生高成本等問題。因此，較佳為在適當的厚度範圍內使用經濟含量的紫外線吸收劑以有效地吸收紫外光。
依據本發明實施例所描述之光學膜，可藉由貼 附至偏光片之一側或兩側以作為偏光片保護膜。在此，依據本發明實施例所揭示之偏光片以及光學膜可使用滾筒塗佈(roll coater)、凹板塗佈(gravure coater)、桿塗佈(bar coater)、刀式塗佈(knife coater)、毛細塗佈(capillary coater)等方法，施加一黏合劑於薄膜或偏光片上，接著，藉由一 疊層滾筒以熱疊層該保護薄膜以及偏光片，或於室溫下藉由壓縮層疊。同時，作為黏合劑，例如：聚乙烯醇系黏合劑(polyvinyl alcohol-based adhesives)、聚氨基甲酸酯系黏合劑(polyurethane-based adhesives)、丙烯酸黏合劑(acrylic adhesives)及類似物可使用，但本發明並不限於此。
此外，依據本發明實施例所描述之光學膜適用 於多種類型之影像顯示單元，例如：液晶顯示器、電漿顯示器以及電場發光裝置(electroluminescent apparatuses)。
圖1係本發明根據紫外線吸收劑A之光波長而展示之吸收係數之吸收光譜示意圖。
圖2係本發明根據紫外線吸收劑B之光波長而展示之吸收係數之吸收光譜示意圖。
圖3係本發明根據紫外線吸收劑C之光波長而展示之吸收係數之吸收光譜示意圖。
圖4係本發明根據紫外線吸收劑A至C之光波長而展示之吸收係數之吸收光譜比較圖。
下文中，將藉由實施例對本發明之內容作更詳盡且具體之說明。
【紫外線吸收劑】
在實施例中所示不同種類之紫外線吸收物之吸收係數係根據其組成及光波長量測而得。在此，紫外線 吸收物之吸收係數係各自藉由公式(1)以及(2)計算而得，且量測結果及其示意圖係於圖1至圖4所示。
公式(1)A=-Log T
公式(2)A=ε bc
在公式(1)及(2)中，A代表吸收值、T代表透光度、ε代表吸收係數、b代表薄膜厚度(μm)，以及c代表該紫外線吸收劑之濃度(重量份)。該吸收係數值之計算係於紫外線吸收劑加入至該薄膜後計算而得，以及其單位為phr-1μm-1，其係作為參考，且吸收值之單位係無因次參數(dimensionless)。
圖1至圖4所示有以下解釋①紫外線吸收劑A於波長帶290至320nm具有一第一峰值，其最高吸收係數係0.073至0.074phr-1μm-1，及於波長帶330至400nm具有一第二峰值，其最高吸收係數係0.130至0.131phr-1μm-1②紫外線吸收劑B於波長帶290至320nm具有一第一峰值，其最高吸收係數係0.060至0.061phr-1μm-1，及於波長帶330至400nm具有一第二峰值，其最高吸收係數係0.103至0.104phr-1μm-1，以及③紫外線吸收劑C於波長帶330至400nm具有一峰值，其最高吸收係數係0.094至0.095phr-1μm-1。
除此之外，紫外線吸收劑各自包含由表1列出之化合物作為主要成分，然而，可能包含其它不可避免的雜質。同時，在化合物a以及b中，特別是紫外線吸收物A包含上述化合物a作為主要成分(80mol%以上)。
【表1】
實施例1
原料顆粒之製備，係將一樹酯組成物供應至24 φ擠出機中，其中，樹酯組成物係0.5重量份之紫外線吸收物A均勻地與100重量份之具有120℃玻璃轉移溫度之聚(N-苯基馬來醯亞胺-共-甲基丙烯酸甲酯-共-α-甲基-苯乙烯-共-甲基丙烯酸酯)(poly(N-phenylmaleimide-co-methylmethacrylate-co-α-methyl-styrene-co-methacrylate))均勻地混合，且於該24φ擠出機中，從一原料斗至擠出機係由氮氣所取代，並於250℃熔化該樹脂組成物。NMR分析結果顯示聚(N-苯基馬來醯亞胺-共-甲基丙烯酸甲酯-共-α-甲基-苯乙烯-共-甲基丙烯酸酯)樹脂具有5.0%重量百分比之N-苯基馬來醯亞胺以及2.0%重量百分比之α-甲基-苯乙烯。
上述製得之原料顆粒係於真空中乾燥，並於 250℃藉由擠出機熔化之，而後經過一塗佈懸掛式T模、一鍍鉻的澆鑄輥(chromium-plated casting roll)、一乾燥滾筒等，結果製得厚度為160μm之薄膜。
厚度為50μm之二軸性定向薄膜之製備，係使 用實驗用薄膜定向裝置分別以MD以及TD於130℃至135℃定向此薄膜二次。
實施例2
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將0.7重量份之紫外線吸收物A均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
實施例3
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將1.0重量份之紫外線吸收物A均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例1
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將2.5重量份之紫外線吸收物A均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例2
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將4.0重量份之紫外線吸收物A均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例3
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將0.5重量份之紫外線吸收物B均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例4
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將0.7重量份之紫外線吸收物B均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例5
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將1.0重量份之紫外線吸收物B均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例6
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將2.5重量份之紫外線吸收物B均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例7
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將4.0重量份之紫外線吸收物B均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例8
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將0.5重量份之紫外線吸收物C均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例9
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將0.7重量份之紫外線吸收物C均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例10
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將1.0重量份之紫外線吸收物C均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例11
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將2.5重量份之紫外線吸收物C均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
比較例12
丙烯酸光學膜之製備方法同於實施例1，除了 將4.0重量份之紫外線吸收物C均勻地混合而作為紫外線吸收劑。
關於實施例1至3以及比較例1至12之光學 膜之光學透光度以及其發生移徒量之量測及其結果所示於表2中。該些量測方法則如下所述。
1.光學透光度：光學透光度之量測係藉由 Hitachi，型號U-3310所量測。
2.發生移徒量：原料顆粒之製備係由將一樹 脂組成物供應至一24φ擠出機中，其中，將前述各個型態以及成分之紫外線吸收物均勻地混合，且該24φ擠出機中，從一原料斗至擠出機則經氮氣所取代，並於250℃熔化該樹脂組成物。此原料顆粒係於高溫290℃下，藉由相同之擠出機而被擠出成薄膜，並觀察鑄造滾筒之汙染程度5小時，標示為良好、尚可或不良。在此，「良好」指最小移徒量，而「不良」則指嚴重之移徒量。
於表2之透光度(%T)顯示該薄膜之光透光度， 且係當總光透光度設為100時光之透光量。如同實施例1至3所示，本發明所揭示之示例性實施例之光學膜，即使僅具有少量的紫外線吸收劑，其在290nm、320nm、及380nm之波長區域具有5.5%以下之透光度，從而在有效降低UVA、UVB區域之光透光度上具有優異的效果。
然而，當紫外線吸收劑A之含量超過1.0時， 如同比較例1、2所記載，可觀察到移徒現象發生。
此外，在不符合本案發明所揭示之實施例的光 學膜中，如比較例3至12，於290nm區域之透光度係5.5%以上，或於380nm區域之透光度係5.5%以上，因此，該光學膜無法有效地降低UVA及UVB區域之透光度，且可觀察到當過度地添加紫外線吸收劑後，其透光度降低，移徒現象發生。
雖然本發明之示例性實施例已詳細描述如上，但本領域技術人員顯然可在不脫離本發明之精神及由隨附之申請專利範圍所定義之範圍的情況下，對於本發明進行修飾及變化。

Claims (9)

  1. 一種光學膜，包括：一紫外線吸收劑，於波長帶290至320nm具有一第一峰值，其最高吸收係數係0.07至0.10phr-1μm-1，及於波長帶330至400nm具有一第二峰值，其最高吸收係數係0.11至0.16phr-1μm-1；以及一丙烯酸樹脂；其中，相對於100重量份之該丙烯酸樹脂，該紫外線吸收劑之含量係0.3至1.0重量份，其中，該紫外線吸收劑包括一種以上化合物係選自：由化學式1所代表之化合物，以及由化學式2所代表之化合物所組成之群組： 其中，在化學式1中，R1至R3各自獨立為一經取代或未經取代之C3-5烷基；以及【化學式2】 其中，在化學式2中，R4至R5各自獨立為氫、或一經取代或未經取代之C3-5烷基，該紫外線吸收劑之分子量介於400至600g/mol之範圍內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中，化學式1中之R1至R3係各自獨立為一未經取代之C3-5烷基，以及化學式2中之R4及R5係各自獨立為氫、或未經取代之C3-5烷基。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中，該紫外線吸收劑包括一種以上之化合物係選自：由化學式1-1所代表之化合物，以及由化學式2-1所代表之化合物所組成的群組：
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，該光學膜於轉換成厚度50μm後，在波長290nm及波長380nm測量之透光度為5.5%以下。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中，該光學膜在可見光區域之透光度為92%以上。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，該光學膜之厚度為5μm至80μm。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中，該丙烯酸樹脂係為一共聚合物樹脂，其包含一(甲基)丙烯酸酯系單體，以及一苯乙烯系單體。
  8. 一偏光板包含：一偏光片；以及於該偏光片之一側或兩側包含如申請專利範圍中1至7項所述之光學膜。
  9. 一種影像顯示單元，其包含如申請專利範圍第8項所述之偏光板。
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