TWI691563B - 光可固化塗料組合物及其應用 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種光可固化塗料組合物，包含： (a) 具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體或寡聚物； (b) 雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體； (c) 單官能基(甲基)丙烯酸酯單體；及 (d) 起始劑， 其中以該光可固化塗料組合物之總重量計，該雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體之用量為30至70 wt%。 本發明另關於一種包含由上述光可固化塗料組合物所形成之微結構層之光學膜，此光學膜可用於顯示器之背光模組中作為導光膜。
Description
本發明係關於一種光可固化塗料組合物及一種包含由該光可固化塗料組合物所形成之微結構層的光學膜，此光學膜可用於顯示器之背光模組（BLU）中作為導光膜。
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。面板本身不發光，因此作為亮度來源之背光模組為LCD顯示器的重要元件，對於提高顯示器亮度與均勻度及影像品質而言非常重要。
導光板可利用全反射原理將光源產生的光傳送至預定的地方，常用於背光模組中，將來自光源的光線導引射向面板。一般來說，導光板上設計有微結構以破壞光線的全反射，使光線能由導光板正面射出。
習知導光板可藉由射出成型技術製得，例如，可在模具中設計對應的微結構，並將熔融的樹脂在高壓下注入模具中，製得導光板。或者，可藉由射出成型法分別製得表面光滑的底板及微結構層，然後再通過熱壓將兩者層合，製得導光板。
技術領域中已知的導光板多採用聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate, PMMA)。聚甲基丙烯酸甲酯具有透光率佳且加工容易等優點，一直是導光板的主要原料之一。然而，聚甲基丙烯酸甲酯因吸水率高，故尺寸穩定性易受影響。此外，其性質較脆，當導光板厚度薄時易破裂，因此難以薄型化且難以卷對卷式(roll to roll)連續生產技術製造。其他種類的光學膜也有薄型的，如聚光膜、擴散膜等，一般採用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，厚度約在0.05mm至0.25mm之間，這些膜片多半是直接貼附在其他光學元件上，因此對機械特性(如強度)的要求較不嚴格。
導光板的另一原料為聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)，聚碳酸酯韌性佳且耐衝擊強度較聚甲基丙烯酸甲酯優異，但透光性不如聚甲基丙烯酸甲酯。此外，相較於聚甲基丙烯酸甲酯，聚碳酸酯硬度較差，在導光板的製造過程中，易損傷微結構，導致良率降低。
近年來，背光模組廠已逐漸改使用薄型並具有柔韌性之導光膜，例如，藉由在新型PC薄膜上以UV塗料壓印微結構來取代傳統射出成型的導光膜，並採用卷對卷式(roll to roll)連續生產技術，提升生產速度。然而，目前市面上導光膜卻普遍存在膠液與基材間密著不好，以及膠液與基材折射率差異大產生色差現象等缺點。
本發明提供一種無上述缺點、操作方便和具有高折射率的光可固化塗料組合物。本發明之光可固化塗料組合物可塗佈於PC基材上製備具微結構之光學膜（特別是導光膜），該塗層固化後與PC基材間密著性好、硬度佳、具柔韌性可大幅降低導光膜之厚度、且可減少入光和出光之間的色差，因此可有效解決先前技術之問題。
本發明一方面提供一種光可固化塗料組合物，包含： (a) 具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體或寡聚物； (b) 雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體； (c) 單官能基(甲基)丙烯酸酯單體；及 (d) 起始劑， 其中以該光可固化塗料組合物之總重量計，該雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體之用量為30至70 wt%。
本發明另一方面提供一種光學膜，其包含一基材，及位於該基材至少一表面上之微結構層，該微結構層由前述光可固化塗料組合物經固化後形成。
本發明之光可固化塗料組合物具有可快速固化及低黏度之優點，且所得光學膜同時兼具高硬度、與PC良好密著性及高折射率之特性，並可以降低入光和出光之間的色差現象。
在參閱隨後描述之實施方式後，本發明所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本發明之基本精神以及本發明所採用之技術手段與較佳實施態樣。
本說明書所揭示之本發明的每個態樣及每個實施例可與所有其他本發明態樣及實施例個別地進行組合，涵蓋所有可能的組合。
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。
具體而言，本發明提供一種可聚合組合物，包含下述組分： (a) 具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體或寡聚物； (b) 雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體； (c) 單官能基(甲基)丙烯酸酯單體；及 (d) 起始劑。 具有至少四個官能基的 ( 甲基 ) 丙烯酸酯單體或寡聚物
本發明所用之具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體或寡聚物可具有四個、五個、六個或更多的官能基。
適用於本發明之具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體之實例，例如但不限於，季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、雙-三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯或經己內酯改質之二季戊四醇六丙烯酸酯。
適用於本發明之具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物之實例，例如但不限於，含超支化聚氨酯(甲基)丙烯酸酯或超支化聚酯(甲基)丙烯酸酯。根據本發明之一實施態樣，該具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物具有不大於二十個的官能基，較佳具有六個至二十個的官能基，且其數目平均分子量介於2000至5000間，較佳介於2500至4500間。
適用於本發明之市售超支化聚氨酯(甲基)丙烯酸酯包括，但不限於：由長興公司生產，商品名為6196-100、6195-100、6197、6185。
適用於本發明之市售超支化聚酯(甲基)丙烯酸酯包括，但不限於：由長興公司生產，商品名為6311-100、6312-100、6313-100、6315、6316、6319。
於組合物中添加適量的前述具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體或寡聚物可提高交聯密度並提升反應速率，並可增加固化後塗層之硬度及/或玻璃轉化溫度。
根據本發明一實施態樣，以光可固化塗料組合物之總重量計，該具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體或寡聚物之含量為5至25wt%，例如可為5wt%、6wt%、8wt%、10wt%、15wt%、20wt%、或25wt%。若上述至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體或寡聚物之含量低於5wt%，則光可固化塗料組合物的固化速度太慢，增加塗層被照射紫外光因而產生黃變的風險；若超過25wt%，則光可固化塗料組合物的固化速度太快，塗層收縮率大，不利於與基材之間的密著。 雙官能基 ( 甲基 ) 丙烯酸酯單體
對導光膜來說，一般而言，塗層的折射率越大，導光效果越好。雖然選用具有高折射率的單官能基(甲基)丙烯酸酯單體可提升膠液之折射率，從而提升塗層折射率，但是使用高折射率的單官能基(甲基)丙烯酸酯單體容易使塗層變硬但偏脆且與PC密著不好。另外，具有高折射率的單體大多容易黃變，產生色差問題，色差另一發生原因是由於散射現象而造成。本案發明人經廣泛研究後發現，於組合物中添加特定比例(即，30至70 wt%)具有下式(1)、(2)或其混合之雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體，不但可以提高光可固化塗料組合物固化前之折射率，且所得塗層硬度增加，不易黃變，且不易產生散射，可有效減少色差：
(1)
(2) 其中： R1
、R2
、R3
、R4
、R5
及R6
各自獨立為H或甲基； L1
及L2
各自獨立為伸苯基； L3
、L4
、L5
及L6
各自獨立為C1-6
伸烷基，較佳為C1-4
伸烷基，更佳為伸甲基或伸乙基； m、n、p及q各自獨立為0或大於0之整數，較佳為0至30之整數； m+n為2至30之整數，較佳為2至10之整數；且 p+q為2至30之整數，較佳為2至10之整數。
根據本發明一實施態樣，m、n、p及q各自獨立為0至30之整數，例如可為0、1、2、5、10、15、20、25或30。
根據本發明一實施態樣，m+n為2至30之整數，例如可為2、5、10、15、20、25或30。
根據本發明一實施態樣，p+q為2至30之整數，例如可為2、5、10、15、20、25或30。
根據本發明一實施態樣，以光可固化塗料組合物之總重量計，該雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體之含量為30至70wt%，例如可為30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%、55wt%、60wt%、65wt%或70wt%，較佳為40至70wt%，更佳為50至70wt%。若上述雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體之含量低於30wt%，則光可固化塗料組合物很難具有高折射率，若超過70wt%，所得之光可固化塗料組合物太硬脆與PC密著不好。
根據本發明一實施態樣，該雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體包含：
，或
， 其中p1
及q1
具有前述p及q相同之定義，且p1
+q1
具有前述p+q相同之定義。 單官能基 ( 甲基 ) 丙烯酸酯單體
本發明所用之單官能基(甲基)丙烯酸酯單體可為，例如但不限於：甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate；MMA)、甲基丙烯酸丁酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-phenoxy ethyl acrylate)、乙氧化2-苯氧基乙基丙烯酸酯(ethoxylated 2-phenoxy ethyl acrylate)、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯(2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acrylate)、環三羥甲基丙烷甲縮醛丙烯酸酯(cyclic trimethylolpropane formal acrylate)、b-羧乙基丙烯酸酯(b-carboxyethyl acrylate)、月桂酸甲基丙烯酸酯(lauryl methacrylate)、異辛基丙烯酸酯(isooctyl acrylate)、硬脂酸甲基丙烯酸酯(stearyl methacrylate)、異癸基丙烯酸酯(isodecyl acrylate)、異冰片基甲基丙烯酸酯(isoborny methacrylate)、芐基丙烯酸酯(benzyl acrylate)、 2-羥基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(2-hydroxyethyl metharcrylate phosphate)、丙烯酸羥乙酯(hydroxyethyl acrylate, HEA)、甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(2-hydroxyethyl methacrylate, HEMA)、2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-Phenoxy ethyl acrylate,PHEA)、異丙苯基苯氧基乙基丙烯酸酯(cumyl phenoxyl ethyl acrylate, CPEA)、丙烯酸四氫呋喃甲酯(tetrahydrofurfuryl acrylate)、丙烯酸聯苯基甲酯(biphenylmethyl acrylate)、苯氧基芐基丙烯酸酯(Phenoxylbenzyl Acrylate)或苯基苯氧基乙基丙烯酸酯(Phenyl Phenoxy Ethyl Acrylate)。
本發明所用之單官能基(甲基)丙烯酸酯單體可作為稀釋性單體，用以調整光可固化塗料組合物之黏度。
根據本發明一實施態樣，以光可固化塗料組合物之總重量計，該單官能基(甲基)丙烯酸酯單體之含量為15至40wt%，例如可為15wt%、17wt%、19wt%、20wt%、25wt%、30wt%、35wt%、38wt%或40wt%，較佳為15至35wt%，更佳為20至35wt%。若上述單官能基(甲基)丙烯酸酯單體之含量低於15wt%，則光可固化塗料組合物的黏度高，不利於進行薄型塗佈，且與基材的密著性不佳，若超過40wt%，則會導致折射率變差，且固化後的光學膜硬度低(邵式硬度低)。
根據本發明一實施態樣，選用含有苯基或環醚基之單官能基(甲基)丙烯酸酯單體時可進一步提高塗層對聚碳酸酯基材的密著性。
根據本發明之另一實施態樣，該含有苯基或環醚基之單官能基(甲基)丙烯酸酯單體具有下式(3)： CH2
=C(R11
)-C(=O)-O-L7
-Q (3) 其中： R11
為H或甲基； L7
為C1-6
伸烷基或C1-6
伸烷氧基，較佳為C1-4
伸烷基或C1-4
伸烷氧基，更佳為伸甲基、伸乙基、伸甲氧基或伸乙氧基；且 Q為苯基或環醚基，該苯基或環醚基可未經取代或經苯基、苯氧基或C1-6
烷基苯基取代。 上述環醚基之實例，例如但不限於：環氧乙烷基、四氫呋喃基及二噁烷基。
根據本發明之又一實施態樣，該單官能基(甲基)丙烯酸酯單體係選自下列所組成之群：
、
、
、
、
、
及其組合。 起始劑
本發明所使用之起始劑為光起始劑，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。適用於本發明之光起始劑並無特殊限制，較佳之光起始劑係羥基酮系光起始劑或醯基膦氧化物類光起始劑或彼等之混合物。
上述羥基酮系光起始劑之實例，例如但不限於：2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮(2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one)、1-羥基環己基苯基酮(1-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙-1-酮(1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one)、或2-羥基-1-{4-[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基]-苯基}-2-甲基-丙-l-酮(2-hydroxy-1-{4-[4-(2-hydroxy-2-methylpropionyl)-benzyl]-phenyl}-2-methyl-propan-1-one) 。
上述醯基膦氧化物類光起始劑之實例，例如但不限於：2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物(2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide)、或雙(2,4,6-三甲基苯甲醯)苯基膦氧化物(bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenyl phosphine oxide)。
可用於本發明之市售光起始劑包括：BASF公司提供之Irgacure®
2959、Irgacure®
127、Darocur®
1173、Irgacure®
500、Irgacure®
184、Irgacure®
TPO、Irgacure®
TPO-L、Irgacure®
2100、Irgacure®
819、Irgacure®
819DW、Darocur®
4265、Irgacure®
2022；常州華鈦公司提供之Runtecure®
1103。
本發明之光起始劑用量理論上應無特殊限制，可視需要依該光可固化塗料組合物所包含之可聚合單體/寡聚物之種類及其用量可經由例行實驗進行調整。然而，在本發明之一實施態樣中，本案發明人發現，起始劑過量時，可能因固化速度過快，導致塗層與基材密著性變差。根據本發明之一實施態樣，以光可固化塗料組合物之總重量計，起始劑之含量係介於1wt%至6wt%，例如可為1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%或6wt%。 溶劑及添加劑
本發明之光可固化塗料組合物可視需要包含其他本發明所屬技術領域中具有通常知識者已知之添加劑，舉例言之(但不以此為限)：流平劑（leveling agents）、安定劑、稀釋劑、無機填料、抗靜電劑、滑劑（slip agent）、色料、表面活性劑、硬化劑、螢光增白劑及共起始劑等。上述添加劑之含量為本發明所屬技術領域中具有通常知識者可經由例行實驗調整者。
本發明之光可固化塗料組合物可在不含溶劑下同時保有良好的流平性與塗佈性，且因不含溶液，故無溶劑揮發方面之環保問題。
根據本發明之一較佳實施態樣，本發明之光可固化塗料組合物不含溶劑及添加劑。 光可固化塗料組合物
本發明之光可固化塗料組合物包含： (a) 具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體或寡聚物； (b) 雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體； (c) 單官能基(甲基)丙烯酸酯單體；及 (d) 起始劑， 其中以該光可固化塗料組合物之總重量計，該雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體之用量為30至70 wt%。
在本發明中，光可固化塗料組合物之總重量係指光可固化塗料組合物之總固體重量（亦即其固含量）。
根據本發明之一較佳實施態樣，本發明之光可固化塗料組合物包含前述組分(a)至(d)，且光可固化塗料組合物之固含量為100wt%，即不含溶劑。
為利於薄型塗佈，光可固化塗料組合物之黏度不應過高。根據本發明之一實施態樣，光可固化塗料組合物於25℃下的黏度為100至2000cps，例如100cps、200cps、300cps、400cps、500cps、600cps、700cps、800cps、900cps、1000或2000cps，較佳為100至1500cps，更佳為100至1000cps。
本案發明人發現，光可固化塗料組合物所含組份種類及其用量影響塗料組合物及其固化後塗層之特性。各組分雖可能各有不同作用，但併存於組合物中時，交互影響彼此的作用，因此，要尋求兼具所有期望性質之組合物並非易事。本案發明人經廣泛研究後，乃提出前述之光可固化塗料組合物，該光可固化塗料組合物具有可快速固化及低黏度之優點，可利用滾輪製程以卷對卷連續方式生產光學膜，製程快速且方便，可降低黃變之風險。固化後塗層硬度高且韌性適中，不但可改善習知聚碳酸酯過軟而易導致微結構損傷之缺點，亦可改善習知聚甲基丙烯酸甲酯過脆之缺點。此外，塗層具有高折射率（與聚碳酸酯基材的折射率相仿）及低黃變，且與聚碳酸酯基材具有良好密著性。 光可固化塗料組合物之應用
基於前述特性，本發明之光可固化塗料組合物可塗覆於一基材或一光學薄片（Optical thin sheet）至少一表面上形成塗層，該塗層具有微結構；且因本發明之光可固化塗料組合物包含具有高折射率之雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體，故可使所形成之塗層具有高折射率。
本發明之光可固化塗料組合物可用以製備各種具微結構光學膜，例如導光膜，所得光學膜之光學性質優異且微結構堅固，硬度高，不易受損。
本發明另提供一種光學膜，其包含一基材和位於該基材至少一表面(底面)上之微結構塗層，該微結構塗層係由前述光可固化塗料組合物經固化後形成。本發明之微結構塗層之厚度介於1µm至20µm之間，例如1µm、2µm、4µm、6µm、8µm、10µm、12µm、14µm、16µm、18µm或20µm，較佳介於2µm至10µm之間。
本發明之光可固化塗料組合物固化前之折射率為至少1.54，固化後介於1.57至1.63，與聚碳酸酯基材的折射率相近。本發明之光可固化塗料組合物由於具有相對較高之折射率，有助於光的收斂，可提升輝度。
根據本發明之一實施態樣，本發明之光學膜可用於顯示器之背光模組中作為導光膜（light guide film）。
根據本發明之一實施態樣，本發明之光學膜之入光與出光的色差小於0.012，例如小於0.01或小於0.007 (以AMA Optoelectronics Inc型號SLM-40T積分球流明量測系統(球體直徑100cm)測量)。另外，本發明之光學膜以Lab色彩系統所測定之b值小於1，較佳小於0.9，更佳小於0.8。
根據本發明之一實施態樣，該微結構為網點結構。本發明光學膜之網點結構為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知者。較佳地，該網點結構係位於光學膜相對於出光面之面上。在導光膜之實例中，前述出光面又稱為導光膜之正面，前述相對於出光面之面則稱為導光膜之背面或底面。導光膜的原理乃利用全反射的原理將光源光線傳至導光膜的遠端，在導光膜的底面製作網點圖案，可利用疏密、大小不同的網點圖案設計來破壞光線的全反射，將光線導引至導光膜正面。
可視需要使用本發明之光可固化塗料組合物，在基材相對於本發明之微結構塗層之另一面上形成另一微結構（擴散結構）塗層，達到光線勻化之效果並減少色差。上述擴散結構的形狀例如可為(但不限於)弧形柱狀(arc columns)、透鏡狀(lenticular)、圓錐狀(conical)、微透鏡狀(microlens)或其任意組合之形狀。本發明之擴散結構塗層之厚度1µm至20µm之間，例如1µm、2µm、4µm、6µm、8µm、10µm、12µm、14µm、16µm、18µm或20µm，較佳介於2µm至10µm之間。如前所述，本發明之光可固化塗料組合物固化前之折射率為至少1.54，固化後介於1.57至1.63，可有效提升光學膜之輝度。
本發明所用之基材可為任何本發明所屬技術領域具有通常知識者所熟知者，其例如選自以下群組：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）及其組合，但不以此為限。其中，較佳者係聚碳酸酯樹脂。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50µm至300µm。
習知導光板厚度一般為250µm至350µm之間，而本發明之光學膜整體厚度較薄，例如可達150µm至250µm之間，相較於先前技術可薄型化且微結構不易破裂。此外，相較於習知以射出成型或共擠出熱壓印光學結構層的PMMA導光板，本發明之光學膜具有硬度佳、不易破裂，較薄的厚度和減少色差等優點。
根據本發明之一實施態樣，本發明之光學膜可用於顯示器之背光模組中作為導光膜（light guide film），其包含一基材和位於該基材至少一表面上之微結構塗層，該微結構塗層係由前述光可固化塗料組合物經固化後形成，且該微結構塗層包含複數個網點微結構。
本發明光學膜可以任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者所習知之方式製造。舉例言之，可經由包含以下步驟之方法製造：將如本發明之光可固化塗料組合物施加至基材上形成塗層，並經由滾輪壓花於塗層上形成網點微結構，在壓印期間同時照光進行使該微結構塗層固化。
詳言之，本發明光學膜之製備方法，可包含下列步驟： (I) 將具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體或寡聚物、雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體、單官能基(甲基)丙烯酸酯單體及起始劑等組份，以適當配比進行混合，形成本發明之塗料組合物； (II) 將該塗料組合物施加至基材上形成塗層； (III) 以具有特定結構之滾輪進行壓花或熱轉印，於塗層上形成一結構化表面，同時對該塗層照射能量射線，使該塗層固化； (IV) 視需要於該固化塗層上施加一保護膜。
上述步驟(III)之能量射線係指一定範圍波長之光源，例如其可為紫外光、紅外光、可見光或熱線(放射或輻射)等，較佳為紫外光。照射強度可為100至1000毫焦耳/平方公分(mJ/cm2
)，較佳係200至800 mJ/cm2
，更佳係200至400 mJ/cm2
。
上述步驟(IV)之保護膜，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)；聚甲基丙烯酸酯樹脂(polymethacrylate resin)，如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)；聚醯亞胺樹脂(polyimide resin)；聚苯乙烯樹脂(polystyrene resin)；聚環烯烴樹脂(polycycloolefin resin)；聚烯烴樹脂(polycycloolefin 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(triacetate cellulose, TAC)；或彼等之混合物。較佳為聚對苯二甲酸乙二酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚環烯烴樹脂、三醋酸纖維素或其混合物，更佳為聚對苯二甲酸乙二酯。
若需要，可重複進行上述各步驟，以獲得複數層之塗層。此外，亦可視需要，進一步將光學基材之另一側(即，相對於前述結構化表面之另一表面)亦塗佈單或複數個塗層。兩面塗層的微結構的形狀、硬度和折射率可相同也可不相同。
以下實例係例舉說明本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以所附之申請專利範圍為準。實施例 1 至 7 及比較例 8 至 16
首先，將下列組份以表1所列之重量份混合，製得各實施例及比較例之光可固化塗料組合物，固形份約100%。 組份(a)：二季戊四醇六丙烯酸酯（具有至少四個官能基之單體） 組份(b)：雙酚A環氧二丙烯酸酯（雙官能基單體） 組份(b1)：三環癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯 組份(c)：2-苯氧基乙基丙烯酸酯和丙烯酸羥乙酯以1:1混合（單官能基單體） 組份(d)：1-羥基環己基苯基甲酮（起始劑） 組份(e)：乙氧化三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（三官能基單體） 組份(f)：季戊四醇四丙烯酸酯（四官能基單體）
隨後，根據以下描述之方式，使用各實施例及比較例之光可固化塗料組合物製備光學膜：將光可固化塗料組合物施加至聚碳酸酯膜（帝人L-1225(L)）表面上，並以透鏡狀(Lenticular)結構滾輪進行壓合，在壓合的同時以UV曝光機台(Fusion UV，F600V，600 W/inch，H型燈源)，power設定為65~95%，速度10~30 m/min，能量射線250 mJ/cm2
，加以固化後脫模，製得具結構化塗層之光學膜，塗層厚度為3至5µm。＜ 測試方法 ＞
以下述方法評估各項特性，並記錄於表1。
固化速度
：將各實施例及比較例之光可固化塗料組合物塗佈在聚碳酸酯膜（帝人公司L-1225(L)）表面上，使用前述UV曝光機台以能量射線60mJ/cm2
且速度30m/min進行照射後，確認是否具有黏性。 ◎：手指觸摸表面，無黏性且較硬，顯示反應較完全 ○：手指觸摸表面，無黏性，塗層硬，顯示反應完全 Δ：手指觸摸表面，表面雖不黏手，但塗層較軟，顯示內部固化不完全
黏度
：以Brookfield LV黏度計，在25o
C下測試光可固化塗料組合物之黏度(單位：cps)。
b 值
：以分光色彩計(Dr.Lange Luci 100)測定光學膜的色度(b值) 。
百格測試（密著度）：
以百格刮刀刮於塗膜表面，後以膠帶黏緊後，90°撕起，判定剝落格數，測得密著程度分5B-0B六個等級，5B密著度最佳，0B密著度最差。
邵氏硬度（ 25 ℃）：
使用TECLOCK公司之邵式硬度計，在25℃下量測樣品的硬度。
邵氏硬度（ 70 ℃）：
使用TECLOCK公司之邵式硬度計，在70℃下量測樣品的硬度。
折射率：
使用SCHMIDT HAENSCH公司之阿貝式折射計折射儀，在25℃下測量光可固化塗料組合物固化前（膠）之折射率。
鉛筆硬度：
以三菱標準硬度試驗用鉛筆，在負重1公斤下，測試塗層硬度。
色差：
以AMA Optoelectronics Inc型號SLM-40E (球體直徑100cm)，量測光學膜入射光及出射光的色差。 
由表1之結果可知，相較於比較例，本發明之光可固化塗料組合物（實施例1至8）可快速固化且黏度小於1000cps，固化後之塗層具有高硬度且與聚碳酸酯基材間的密著性佳，此外，本發明之光可固化塗料組合物固化前折射率大於1.54，符合符合現有市場對導光膜之要求。
比較例9之光可固化塗料組合物因組分(a)含量不足，導致經60mJ UV曝光機台以能量射線60mJ/cm2
且速度30m/min照射後，尚未充分固化（無法快速固化），塗膜表面仍具有黏性，因此塗膜會附著在結構滾輪上，無法製備所欲之結構化之塗層，從而無法分析所得膜片之b值與色差，且固化後邵式硬度(70度)偏低。
比較例13及17之光固化塗料組合物使用三官能組分(e)取代實施例7及2之四官能組分(a)，結果發現不但固化速度變慢，邵式硬度亦變差，且塗層與聚碳酸酯基材間密著不佳（百格測試僅達2B）。
比較例10之光可固化塗料組合物因組份(c)含量不足，黏度會偏高，且與聚碳酸酯基材間密著不佳（百格測試為0B）。
比較例11之光可固化塗料組合物因組分(a)含量過高，雖有較好的固化速度，但反應速度過快，使得塗層與基材的密著性較差，此外比較例11之光可固化塗料組合物固化前折射率小於1.54，不符合現有市場對導光膜之要求。
比較例12及16之光可固化塗料組合物因組份(c)含量高，可降低黏度至80cps或60cps，且與聚碳酸酯基材有很好的密著，然而，因單官能基單體含量過多，固化後邵式硬度(70度)偏低。
比較例14之光可固化塗料組合物因組份(d)含量過高，固化速度過快，與聚碳酸酯基材間密著不佳。
比較例15之光可固化塗料組合物組份(b)含量過高，結果顯示塗層與聚碳酸酯基材間密著不佳。
比較例18與實施例1同，唯改用組分(b1)取代組分(b)，比較例19則將組份(b)降低至27wt%，結果所得光可固化塗料組合物之折射率皆小於1.54，不符合現有市場對導光膜之要求。
此外，比較例10至比較例15所得塗層與聚碳酸酯基材間密著不佳，或因硬度過低，無法製備所欲之結構化塗層光學膜。
由實施例及比較例之結果可知，各組分及其用量之選擇受到其它組分之牽制，彼此互相影響，僅單純增加特定組分之用量，無法使光固化塗料組合物獲得預期的特性。本發明之\藉由選用適當之組分及用量，調配出具有可快速固化及低黏度優點之光固化塗料組合物，因此有利於製備具結構化表面之光學膜，且所得光學膜可同時兼具高硬度、良好密著性、低色差及高折射率之特性，因此，可適用導光膜。
Claims (20)
- 一種光可固化塗料組合物，包含：(a)具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體或寡聚物；(b)雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體；(c)單官能基(甲基)丙烯酸酯單體；及(d)起始劑，其中以該光可固化塗料組合物之總重量計，該雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體之用量為30至70wt%；及其中以該光可固化塗料組合物之總重量計，該具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體或寡聚物之用量為5wt%至25wt%。
- 如請求項1之光可固化塗料組合物，其中該雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體可選自下式(1)或(2)之化合物或其組合：
- 如請求項1之光可固化塗料組合物，其中該雙官能基(甲基)丙烯酸酯單體包含：
- 如請求項1之光可固化塗料組合物，其中該組合物於25℃下的黏度為100至2000cps。
- 如請求項1之光可固化塗料組合物，其中該具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯單體包含季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯或經己內酯改質之二季戊四醇六丙烯酸酯。
- 如請求項1之光可固化塗料組合物，其中該具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物包含超支化聚氨酯(甲基)丙烯酸酯或超支化聚酯(甲基)丙烯酸酯。
- 如請求項1之光可固化塗料組合物，其中該具有至少四個官能基的(甲基)丙烯酸酯寡聚物具有不大於二十個的官能基且具有介於2000至5000間的數目平均分子量。
- 如請求項1之光可固化塗料組合物，其中該單官能基(甲基)丙烯酸酯單體之用量，以該光可固化塗料組合物之總重量計，係約15wt%至約40wt%。
- 如請求項1之光可固化塗料組合物，其中該單官能基(甲基)丙烯酸酯單體含有苯基或環醚基。
- 如請求項1之光可固化塗料組合物，其中該單官能基(甲基)丙烯酸酯單體具有下式(3)：CH2=C(R11)-C(=O)-O-L7-Q (3)其中：R11為H或甲基；L7為C1-6伸烷基或C1-6伸烷氧基；且Q為苯基或環醚基，可未經取代或經苯基、苯氧基或C1-6烷基苯基取 代。
- 如請求項1之光可固化塗料組合物，其中該起始劑之用量，以該光可固化塗料組合物之總重量計，係約1wt%至約6wt%。
- 如請求項1之光可固化塗料組合物，其中該起始劑為羥基酮系光起始劑或醯基膦氧化物類光起始劑。
- 一種光學膜，其包含一基材及位於該基材至少一表面上之微結構塗層，該微結構塗層係由如請求項1至12中任一項之光可固化塗料組合物經固化後形成。
- 如請求項13之光學膜，其中該微結構塗層的厚度為1至20μm。
- 如請求項13之光學膜，其中該光可固化塗料組合物固化前之折射率高於1.54。
- 如請求項13之光學膜，其中該光學膜之入光與出光的色差小於0.012。
- 如請求項13之光學膜，其中該基材為聚碳酸酯。
- 如請求項13之光學膜，其中該微結構係網點圖案、弧形柱狀結構、 透鏡狀結構、圓錐狀結構、微透鏡狀結構或其組合。
- 如請求項13之光學膜，其中該微結構塗層具有網點圖案，且該基材相對於該微結構塗層之表面上具有另一微結構塗層，該另一微結構塗層包含選自弧形柱狀結構、透鏡狀結構、圓錐狀結構、微透鏡狀結構及其組合所組成之群的擴散結構。
- 如請求項13至19中任一項之光學膜，其係導光膜。
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