TWI689557B - 功能性防反射膜 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種防反射膜，上述防反射膜包括：基材層；以及塗敷層，形成於上述基材層的至少一面，上述塗敷層包含含有光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂、無機奈米粒子、包含聚丙烯酸酯主鏈及矽側鏈的矽-丙烯酸酯接枝聚合物及溶劑的組合物的固化物。

Description

功能性防反射膜
本發明提供一種功能性防反射膜。
在顯示器暴露於各種照明及自然光等的情況下，因反射光而很難在眼睛中鮮明地顯示在顯示器的內部製成的圖像，導致對比度(contrast)降低，因此，不僅很難看到畫面，而且感到眼疲勞或誘發頭痛。為此，對於防反射的要求也隨之加強。並且，為了提高顯示器的能見度，除了這種防反射功能外，也為了減少雲紋(moire)現象及牛頓環現象而進行著與多種功能相關的開發及研究。只是，在既不抑制光透射率等光學特性，又確保防反射及多種功能性的防反射膜的設計依舊存在困難。
本發明的一實施例提供既不抑制光學特性，又一同實現優秀的防反射功能及防牛頓環功能的防反射膜。
在本發明的一實施例中，提供防反射膜，包括：基材層；以及塗敷層，形成於上述基材層的至少一面，上述塗敷層包含含有光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂、無機奈米粒子、包含聚丙烯酸酯主鏈及矽側鏈的矽-丙烯酸酯接枝聚合物及溶劑的組合物的固化物。
上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物的重均分子量(Mw)可以為約1000至約2500。
上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物可以包含約10至約30重量百分比的上述矽側鏈。
上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物的矽側鏈可以暴露於上述塗敷層的表面。
上述溶劑的極性指數(Polarity index)可以為約5.0以下。
上述溶劑可以包含選自由苯類溶劑、酮類溶劑、醇類溶劑及它們的組合組成的群組中的至少一種。
上述光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂的重均分子量(Mw)可以為約150至約300。
上述無機奈米粒子的平均粒徑可以為約30nm至約60nm。
上述無機奈米粒子可以包含選自由二氧化矽粒子、二氧化鈦粒子、氧化鋯粒子及它們的組合組成的群組中的至少一種。
上述無機奈米粒子可以用矽烷類化合物進行表面處理。
上述無機奈米粒子的總表面積的約10%至約50%用上述矽烷類化合物進行了表面處理。
上述矽烷類化合物可以包含選自由3-氨丙基三甲氧基矽氧烷(AOPTMS)、甲基丙烯酸三甲氧基矽烷(MAPTMS)、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷及它們的組合組成的群組中的至少一種。
上述組合物可以包含約0.03重量百分比至約0.1重量百分比的上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物。
上述組合物可以包含約50重量百分比至約90重量百分比的上述溶劑。
可以以200mJ至400mJ的光能使上述組合物光固化來形成上述固化物。
上述基材層可以包含選自由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)及它們的組合組成的群組中的至少一種。
上述基材層的厚度可以為約25μm至約200μm。
上述塗敷層的厚度可以為約90nm至約120nm。
還可以包括形成於上述基材層的一面的粘結層及離型膜層。
上述防反射膜可適用於顯示器等，來確保優秀的光學特性及防反射功能，並一同體現防牛頓環功能。
100‧‧‧防反射膜
10‧‧‧基材層
20‧‧‧塗敷層
第1圖為本發明一實施例的防反射膜的剖面示意圖。
以下參照實施例會讓本發明的優點、特徵及實現這些優點和特徵的方法更加明確。但是，本發明並不限於以下所公開的實施例，能夠以互不相同的各種方式實施，本實施例只用於使本發明所屬技術領域的普通技術人員完整地理解本發明的範疇，本發明僅由申請專利範圍定義。在說明書全文中，相同的附圖標記表示相同的結構要素。
在本發明的一實施例中，提供防反射膜，包括：基材層；以及塗敷層，形成於上述基材層的至少一面，上述塗敷層包含含有光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂、無機奈米粒子、包含聚丙烯酸酯主鏈及矽側鏈的矽-丙烯酸酯接枝聚合物及溶劑的組合物的固化物。
一般來說，防反射膜用於防止因向顯示器等觸控式螢幕面板入射的光反射而降低能見度，上述防反射膜為在基材層具有防反射功能的塗敷層疊層的結構。
另一方面，當觸摸顯示器時，由於存在於上述顯示器的內部的互不相同的兩個基材相接觸來產生基於空氣層的按壓所導致的光的干涉，因此可產生被稱為牛頓環的彩色環，而這種牛頓環成為妨礙能見度的原因。可製備用於防止這種現象的額外的膜。只是，在結構上，用於防牛頓環的額外的膜需要在顯示器的內部中存在於與防反射膜相同的位置，因而存在無法一同使用兩個膜來一同暴露於表面的問題。
因此，本發明的上述防反射膜包括一同體現防反射功能及防牛頓環功能的單一塗敷層，藉此可以解決上述問題，並可以確保優秀的功能性。
第1圖簡要示出本發明一實施例的防反射膜100的剖面，當參照第1圖時，上述防反射膜100包括基材層10及塗敷層20，上述塗敷層20形成於上述基材層10的至少一面。
上述塗敷層20一同體現防反射功能及防牛頓環功能，具體地，可由包含光固化型(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylic acid ester)類樹脂、無機奈米粒子、包含聚丙烯酸酯主鏈及矽側鏈的矽-丙烯酸酯接枝聚合物及溶劑的組合物形成上述塗敷層20，更具體地，上述塗敷層20可以包含上述組合物的固化物。
上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物為在聚丙烯酸酯主鏈上接枝矽側鏈而成的，起到提高防牛頓環功能的作用。並且，上述塗敷層包括上述 組合物的固化物，但上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物起到即使在上述組合物固化的過程中也不會發生反應而維持其形態的添加劑的功能。
具體地，上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物的重均分子量可以為約1000至約2500。上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物具有上述範圍的重均分子量，因此，可在不與上述組合物的其他成分發生化學反應的情況下，達到優秀的防牛頓環功能。
並且，上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物可包含約10至約30重量百分比的上述矽側鏈，例如可以包含約20至約30重量百分比的上述矽側鏈。上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物包含上述範圍含量的上述矽側鏈，藉此可以與上述溶劑相互作用來向上述塗敷層的表面賦予滑移性，並可以確保優秀的防牛頓環功能。在包含少於約10重量百分比的上述矽側鏈的情況下，上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物很難向塗敷層的表面賦予滑移性來達成防牛頓環功能。
上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物的矽側鏈可暴露於上述塗敷層的表面，藉此賦予滑移性來獲得優秀的防牛頓環功能。具體地，上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物可根據溶劑的極性程度來調節上述矽側鏈暴露於表面的程度。
具體地，上述溶劑的極性指數可以為5.0以下。上述“極性指數”通常表示溶劑的極性程度，是在非極性條件下使極性數值化為0到10的。上述溶劑的極性指數滿足上述範圍，藉此可以調節上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物在上述塗敷層的表面暴露的程度來確保優秀的滑移性，並可使防牛頓環功能極大化。
上述溶劑可包含戊烷(Pentane)、1,1,2-三氟三氯乙烷(1,1,2-Trichlorotrifluoroethane)、環戊(Cyclopentane)、庚烷(Heptane)、正己烷(Hexane)、異辛烷(Iso-octane)、環己烷(Cyclohexane)、二氯甲烷(Dichloromethane)等環烷類溶劑、四氫呋喃(tetrahydrofuran)、1,4-二惡烷等醚類溶劑；甲苯(Toluene)、二甲苯(Xylene)、氯苯、二氯苯等苯類溶劑、甲基乙基酮、甲基丁基酮、甲基異丁基酮、二甲基酮、二丙基酮、環己酮等酮類溶劑、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇等醇類溶劑。
具體地，上述溶劑可包含選自由苯類溶劑、酮類溶劑、醇類溶劑及它們的組合組成的組中的至少一種，在這種情況下，上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物容易使上述塗敷層暴露於上述塗敷層的表面，並可以有效地提高防牛頓環功能。
更具體地，上述溶劑為苯類溶劑、酮類溶劑及醇類溶劑的混合物，上述混合物的極性指數可以為5.0以下，因此可以達成優秀的防牛頓環功能。
上述防反射膜可以為了達成優秀的光學特性可包含光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂，具體地，上述光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂可以為低聚物形態。
更具體地，上述光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂的重均分子量可以為約150至約300。上述光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂具有上述範圍的重均分子量，藉此可以容易地實現一同包含無機奈米粒子的上述組合物的光固化，並可以達成具有適當的固化度的塗敷層。
上述光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂可以包含選自由多元 醇、多元羧酸及其無水物、通過使丙烯酸醇化來獲得的聚酯(甲基)丙烯酸甲酯、聚矽氧烷聚丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸甲酯、多元醇聚(甲基)丙烯酸酯及它們的組合組成的群組中的至少一種，但並不限於此。
為了確保上述光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂的適當的交聯密度，用於形成上述塗敷層的組合物還可以包含交聯性單體，並且可以根據需要來包含適當的含量。
上述交聯性單體可以包含選自由乙二醇二乙酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、雙酚A-二環氧甘油醚的二(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯及它們的組合組成的群組中的至少一種，但並不限於此。
用於形成上述塗敷層的組合物可包含無機奈米粒子來行使提高分散性及透明性的作用。上述無機奈米粒子包含選自由二氧化矽粒子、二氧化鈦粒子、氧化鋯粒子及它們的組合組成的群組中的至少一種。
上述無機奈米粒子的平均粒徑可以為約30nm至約60nm。上述無機奈米粒子的平均粒徑滿足上述範圍，藉此便於塗敷為適合引起光干涉的厚度，由此，可使反射率最小化，並且，由上述組合物形成的塗敷層確保適當的粒子密度，藉此可以呈現優秀的機械物性。
上述無機奈米粒子可以用矽烷類化合物進行表面處理。上述無機奈米粒子可通過這樣的表面處理與上述光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂進行化學結合，並可以達成優秀的分散性及耐久性。
具體地，上述無機奈米粒子的粒子表面積的約10%至約50%的表面積可以用矽烷類化合物進行表面處理，在此情況下，上述組合物可以體現具有均勻的分散性及優秀的透明性的塗敷層。具體地，上述矽烷類化合物可包含選自由3-氨丙基三甲氧基矽氧烷(AOPTMS)、甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷(MAPTMS)、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷及它們的組合組成的組中的至少一種。上述無機奈米粒子用這種矽烷類化合物進行了表面處理，藉此可達成優秀的分散性及耐久性，並可以提高透明性等的光學特性。
上述組合物包含上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物作為用於確保防牛頓環功能的添加劑，具體地，可包含約0.03重量百分比至約0.1重量百分比的上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物。上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物包含上述範圍的含量，藉此可以在不抑制防反射功能的情況下，確保優秀的防牛頓環功能。在包含少於0.03重量百分比的上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物的情況下，很難體現防牛頓環功能，而在包含大於約0.1重量百分比的上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物的情況下，在製備塗敷層後殘留於內部，來降低光固化效率，並可降低構成塗敷層的成分的結合力。
並且，上述組合物可包含約50重量百分比至約90重量百分比的上述溶劑。上述組合物包含上述範圍含量的上述溶劑，藉此有利於使上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物暴露於上述塗敷層的表面，並可以有效地提高防牛頓環功能。
並且，上述組合物可包含約1重量百分比至約5重量百分比的上述光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂。並且，上述組合物可包含約5重 量百分比至約45重量百分比的上述無機奈米粒子。上述樹脂及無機奈米粒子包含上述範圍的含量，藉此可以提高防反射功能及防牛頓環功能，並可以體現優秀的光學特性。
作為可進行光固化的物質，上述組合物還可以包含光引發劑。在上述組合物還包含光引發劑的情況下，其含量可以為約0.5重量百分比至約1重量百分比。
上述光引發劑的種類不受特殊限制，例如，可包含選自由α-羥基酮類化合物、苯乙酸酯(phenylglyoxylate)類化合物、二甲基苄基酮類化合物、α-氨基酮類化合物、單醯基膦(MAPO)類化合物、二醯基膦氧化物(BAPO)類化合物、氧化膦類化合物、茂金屬類化合物、碘鹽(iodonium salt)及它們的組合組成的群組中的至少一種。
上述塗敷層可包含上述組合物的固化物，具體地，可包含上述組合物的光固化物。此時，上述固化物可以為以約200mJ至約400mJ的光能使上述組合物光固化來形成的。上述組合物以上述範圍的光能來固化，藉此可以提高防反射功能及防牛頓環功能，並可以確保用於呈現優秀的光學特性的適當的固化度。
參照第1圖，上述防反射膜100包括基材層10，上述塗敷層20可形成於上述基材層10的一面。
上述基材層10為透明膜，可以包含選自由聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚碸、聚碳酸酯、聚丙烯及它們的組合組成的群組中的至少一種。例如，上述基材層10可以包含聚對苯二甲酸乙二醇酯，在這種情況下，因與上述塗敷層的附著力優秀而可以獲得增大機械 物性的效果。
上述基材層10的厚度可以為約25μm至約200μm。上述基材層10具有上述範圍的厚度，藉此可以行使著不降低透明性並確保優秀的耐久性的支架作用。
上述塗敷層20的厚度可以為約90nm至約120nm。上述塗敷層20具有上述範圍的厚度，藉此可以在不抑制光學特性的情況下，一同達成優秀的防反射功能及防牛頓環功能。
上述防反射膜還可以包括形成於上述基材層的一面的粘結層及離型膜層，具體地，上述防反射膜可以為依次層疊離型膜層、粘結層、基材層及塗敷層的結構。在這種情況下，上述防反射膜容易流通，並可以在簡單去除離型膜層後容易地附著於被粘劑，因而在適用於顯示裝置等的情況下，可確保便利性。
上述防反射膜還包括形成於上述基材層的一面的粘結層的情況下，上述粘結層可通過透明的粘結劑來形成，例如，上述粘結劑可包含選自由丙烯酸類粘結劑、橡膠類粘結劑、矽類粘結劑及它們的組合組成的群組中的一種。
上述防反射膜同時確保防反射功能及防牛頓環功能，並顯示優秀的光學特性，具體地，反射率可以為約5%以下，例如，可以為約1.1%以下，例如，可以為約1%以下。上述“反射率”為向上述防反射膜照射光，來測定不透射而反射的光的比率，可知上述反射率滿足上述範圍，藉此確保優秀的防反射功能。
並且，上述防反射膜的光透射率可以為約90%以上，例如， 可以為約95%以上。上述防反射膜具有上述範圍的光透射率，藉此可以同時體現優秀的光學特性及防反射功能。
以下，揭示本發明的具體實施例。但是，以下所記載的實施例僅用於具體例示或說明本發明，本發明並不限於此。
實施例及比較例
實施例1
對用3-氨丙基三甲氧基矽氧烷對總表面積的18%進行了表面處理的二氧化矽粒子10重量百分比、作為聚矽氧烷聚丙烯酸酯及聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的混合物的光固化型丙烯酸甲酯樹脂1重量百分比、0.94重量百分比的光引發劑(西巴(Ciba)公司，Irgacure-184)進行混合，並混合88重量百分比的作為酮類溶劑、苯類溶劑及醇類溶劑的混合物的極性指數為1.8的溶劑，添加0.06重量百分比的矽-丙烯酸酯接枝聚合物，來製備塗敷層用組合物。另一方面，準備50μm厚度的聚對苯二甲酸乙二醇酯基材層，並在上述基材層的一面塗敷上述塗敷層用組合物後，以300mJ的光能進行固化，來製備包括厚度為100nm的塗敷層，以製備防反射膜。
實施例2
除了使用作為酮類溶劑、苯類溶劑及醇類溶劑的混合物的極性指數為7.3的溶劑之外，以與上述實施例1相同的方式製備防反射膜。
比較例1
對用3-氨丙基三甲氧基矽氧烷對總表面積的18%進行了表面處理的二氧化矽粒子10.055重量百分比、作為聚矽氧烷聚丙烯酸酯及氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸甲酯的混合物(或共聚物)的光固化型丙烯酸甲 酯樹脂1.005重量百分比、0.94重量百分比的光引發劑(西巴公司，Irgacure-184)進行混合，並混合88重量百分比的作為酮類溶劑、苯類溶劑及醇類溶劑的混合物的極性指數為1.8的溶劑，以製備塗敷層用組合物。另一方面，準備厚度為50μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯基材層，並在上述基材層的一面塗敷上述塗敷層用組合物後，以300mJ的光能進行固化，來製備包括厚度為100nm的塗敷層的防反射膜。
Figure 104133234-A0202-12-0012-1
上述表1以重量百分比方式分別記載了實施例及比較例的塗敷層用組合物所包含的各成分的含量。
評價
實驗例1：反射率的測定
對於上述實施例及比較例的防反射膜，製備橫向×縱向=50mm×50mm大小的樣品，並利用透射反射率測定裝備(柯尼卡美能達(KONICA MINOLTA)公司，分光測色計CM-5(Spectrophotometer CM-5))測定反 射率，並在以下表2中記載了結果。
實驗例2：光透射率的測定
對於上述實施例及比較例的防反射膜，製備橫向×縱向=50mm×50mm大小的樣品，並利用透射反射率測定裝備(柯尼卡美能達公司，分光測色計CM-5)測定光透射率，並在以下表2中記載了結果。
實驗例3：防牛頓環功能的測定
對於上述實施例及比較例的防反射膜，製備橫向×縱向=80mm×120mm大小的樣品，通過肉眼評價來測定去除在偏光膜中壓接樣品後生成的牛頓環的時間，並在以下表2中記載了結果。
Figure 104133234-A0202-12-0013-2
參照上述表2的結果，可知上述實施例1及實施例2的防反射膜一同體現優秀的防反射功能、光學特性及防牛頓環功能，相反，比較例1未包含矽-丙烯酸酯接枝聚合物作為添加劑，因而無法體現防牛頓環功能。
100‧‧‧防反射膜
10‧‧‧基材層
20‧‧‧塗敷層

Claims (18)

  1. 一種防反射膜，包括：基材層；以及塗敷層，形成於上述基材層的至少一面，上述塗敷層包含由組合物製備而成的固化物，上述組合物含有光固化型(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylic acid ester)類樹脂、無機奈米粒子、包含聚丙烯酸酯主鏈及矽側鏈的矽-丙烯酸酯接枝聚合物(Silicone acrylate graft polymer)及溶劑。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物的重均分子量(Mw)為1000至2500。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物包含10至30重量百分比的上述矽側鏈。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述溶劑的極性指數(Polarity index)為5.0以下。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述溶劑包含選自由苯類溶劑、酮類溶劑、醇類溶劑及它們的組合組成的組中的至少一種。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述光固化型(甲基)丙烯酸酯類樹脂的重均分子量(Mw)為150至300。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述無機奈米粒子的平均粒徑為30nm至60nm。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述無機奈米粒子包含選自由二氧化矽粒子、二氧化鈦粒子、氧化鋯粒子及它們的組合組成的 群組中的至少一種。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述無機奈米粒子用矽烷類化合物進行了表面處理。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述的防反射膜，其中，上述無機奈米粒子的總表面積的10%至50%用上述矽烷類化合物進行了表面處理。
  11. 根據申請專利範圍第9項所述的防反射膜，其中，上述矽烷類化合物包含選自由3-氨丙基三甲氧基矽氧烷(AOPTMS)、甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷(MAPTMS)、3-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷及它們的組合組成的群組中的至少一種。
  12. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述組合物包含0.03重量百分比至0.1重量百分比的上述矽-丙烯酸酯接枝聚合物。
  13. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述組合物包含50重量百分比至90重量百分比的上述溶劑。
  14. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，以200mJ/cm2至400mJ/cm2的光能使上述組合物光固化來形成上述固化物。
  15. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述基材層包含選自由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)及它們的組合組成的群組中的至少一種。
  16. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述基材層的厚度為25μm至200μm。
  17. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，上述塗敷層的厚度 為90nm至120nm。
  18. 根據申請專利範圍第1項所述的防反射膜，其中，還包括形成於上述基材層的一面的粘結層及離型膜層。
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