專利名稱：具有硬化層的膜材及其形成方法與光學(xué)膜的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種具有硬化層的膜材及其形成方法，且特別有關(guān)于具有表層硬 度大于內(nèi)部硬度的硬化層的光學(xué)膜的形成方法。
背景技術(shù)：
光固化性組成在經(jīng)過光照后會(huì)發(fā)生硬化反應(yīng)。為了提升光固化性組成的硬化速率 及硬化程度，一般會(huì)在光固化性組成中同時(shí)添加光敏劑與光起始劑。由于光敏劑與光起始 劑是均勻地混合在光固化性組成中，因此依傳統(tǒng)制法所得到的硬化材料或硬化層其整體硬 度是均勻一致的。為了將膜材，例如是偏光板，貼附于其他的光學(xué)元件，例如也是具有多層結(jié)構(gòu)的相 位延遲膜或是液晶胞，會(huì)在偏光板的表面上形成感壓性黏著層再貼覆于離形膜上。當(dāng)整個(gè) 感壓性黏著層的硬度大時(shí)，雖然感壓性黏著層能為偏光板提供支撐作用、具備較高穩(wěn)定性 以及表面抗壓點(diǎn)能力，但感壓性黏著層不能隨著偏光板在變化的溫度環(huán)境下所產(chǎn)生收縮或 膨脹的形狀改變而對(duì)應(yīng)改變，偏光板的尺寸改變所產(chǎn)生的應(yīng)力無法被硬度大的感壓性黏著 層吸收，也就是對(duì)高溫高濕的應(yīng)力緩和能力不足，因此難以應(yīng)用在可能會(huì)發(fā)生變形的裝置 中。此外，偏光板內(nèi)的殘留應(yīng)力不均勻，容易在液晶胞中造成"漏光"或"顏色不均"的問 題。而當(dāng)整個(gè)感壓性黏著層的硬度小時(shí)，雖然能緩和偏光板的尺寸改變所產(chǎn)生的應(yīng)力，但此 感壓性黏著層的穩(wěn)定性及表面抗壓點(diǎn)能力便會(huì)降低。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明之一目的在于提供一種具有硬化層的膜材的形成方法。方法包括以下 步驟提供基材；涂覆光引發(fā)層于基材上；涂覆光固化性膠體層于光引發(fā)層上；光固化性膠 體層的表面接觸光引發(fā)層；以及光照光固化性膠體層與光引發(fā)層，以使光固化性膠體層與 光弓I發(fā)層發(fā)生硬化反應(yīng)形成該硬化層。硬化層的表層的硬度大于內(nèi)部的硬度。進(jìn)一步地，該硬化層為單一薄膜。進(jìn)一步地，該光引發(fā)層包括第一光起始劑或第一光敏劑。進(jìn)一步地，該光固化性膠體層包括第二光起始劑或第二光敏劑；或者，該光固化性 膠體層包括紫外線固化性單體、寡聚物或樹脂。進(jìn)一步地，該光照步驟利用紫外線光照該光固化性膠體層與該光引發(fā)層。進(jìn)一步地，該硬化層為黏著層。根據(jù)本發(fā)明之另一目的在于提供一種光學(xué)膜的形成方法。方法包括以下步驟提 供離型膜；涂覆光引發(fā)層于離型膜上；涂覆光固化性膠體層于光引發(fā)層上；光固化性膠體 層的表面接觸光引發(fā)層；設(shè)置偏光板于光固化性膠體層上；以及光照光固化性膠體層與光 引發(fā)層，以使光固化性膠體層與光引發(fā)層發(fā)生固化反應(yīng)形成黏著層。黏著層的表層的硬度 大于內(nèi)部的硬度。
進(jìn)一步地，該光引發(fā)層包括第一光起始劑或第一光敏劑。
進(jìn)一步地，該光固化性膠體層包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸系共聚物、聚 乙烯醇高分子或聚氨基甲酸樹脂，且該光照步驟利用紫外線光照該光固化性膠體層與該光 引發(fā)層。根據(jù)本發(fā)明之又一目的，在于提供一種具有硬化層的膜材。硬化層為單一薄膜，且 硬化層的表層的硬度大于內(nèi)部的硬度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的膜材或光學(xué)膜其硬化層表層的硬度大于內(nèi)部的硬度， 從而使得膜材或光學(xué)膜既具有較高的穩(wěn)定性及表面抗壓能力，又具有較好的應(yīng)力緩和能 力。


圖1至圖4顯示本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)膜的制程。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例提供一種光學(xué)膜的形成方法，其中光學(xué)膜具有表層硬度大于內(nèi)部 硬度的硬化層。圖1至圖4顯示本發(fā)明一實(shí)施例的光學(xué)膜的制程。請(qǐng)參考圖1，在基材1上涂 覆光引發(fā)層2。于一具體實(shí)施例中，基材1為離型膜。光引發(fā)層2可包括光起始劑或光敏劑 或該兩者。光敏劑可例如包括二苯甲酮、丁二酮、苯乙酮、蒽、菲或芴。光起始劑可例如包括 三級(jí)胺丙烯酸酯(tertiary amine acrylate)、9_ 苯基吖啶(9-phenylacridine ;9_PHA)、 四乙基米氏酮G，4-Bis(diethylamino)benzophenone ；EAB)或三羥甲基丙烷三(3-巰基丙 酸酯)(Trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate) ；TMPX)。請(qǐng)參考圖 2，在光引發(fā) 層2上涂覆光固化性膠體層3。光固化性膠體層3的表面，例如圖2所示的表面，與光引發(fā)層 2接觸。光固化性膠體層3可例如包括光固化性單體、寡聚物或樹脂以及光起始劑。光固化 性膠體層3可更包括光敏劑。光敏劑能將吸收的能量轉(zhuǎn)移至其他的材料，例如光起始劑或 光固化性膠體層3的光固化性單體、寡聚物或樹脂；而光起始劑在吸收能量后本身會(huì)發(fā)生 化學(xué)變化，分解成自由基或陽離子，從而引發(fā)光固化性膠體層3中光固化性單體、寡聚物或 樹脂的聚合反應(yīng)。光固化性單體、寡聚物或樹脂可為紫外線固化性單體、寡聚物或樹脂。舉 例來說，光固化性膠體層3可包括丙烯酸系單體，例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)， 或壓克力樹脂，例如丙烯酸系共聚物(acrylic copolymer)、聚乙烯醇高分子或聚氨基甲酸 樹脂。于一實(shí)施例中，光固化性膠體層3為紫外線(UV)固化膠體層。光固化性膠體層3也 可包括抗靜電物質(zhì)，例如胺類化合物、磷酸酯類、脂肪酸乙二醚酯類(ethoxylated，glycol esters of fatty acid)、脂肪胺(fatty amine)衍生物及其他醇類衍生物等化學(xué)物質(zhì)、金 屬鹽。金屬鹽的陽離子包含有鋰離子、鈉離子、鉀離子、銣離子或上述的組合。金屬鹽的陰 離子包括有過氯酸根離子、六氟砷酸根離子、六氟磷酸根離子、四氟硼酸根離子或上述的組合。請(qǐng)參考圖3，在光固化性膠體層3上設(shè)置另一基材4。于一具體實(shí)施例中，基材4 為偏光板。然后，對(duì)光固化性膠體層3與光引發(fā)層2進(jìn)行照光步驟，以使光固化性膠體層3 與光引發(fā)層2發(fā)生固化反應(yīng)而變成硬化層5，如圖4所示。于一實(shí)施例中，使用波長(zhǎng)范圍為 200nm至400nm的紫外線進(jìn)行照光步驟。請(qǐng)參照?qǐng)D4，硬化層5(其包括表層5')為單一薄膜，亦即為完整不可分離的薄膜，且硬化層5的表層5'的硬度大于硬化層5的內(nèi)部的硬度。這是因?yàn)楣夤袒阅z體層 3 (圖幻的一表面與光引發(fā)層2接觸而具有最高含量的光起始劑或光敏劑或該兩者，或更進(jìn) 一步地為具有最高濃度的光起始劑或光敏劑或該兩者，造成光固化性膠體層3與光引發(fā)層 2接觸端的表層的光起始劑或光敏劑或該兩者的含量大于光固化性膠體層3的內(nèi)部的光起 始劑或光敏劑或該兩者的含量，因此在經(jīng)過光照而固化的過程中，光固化性膠體層3的表 面的硬化速率會(huì)快過內(nèi)部的硬化速率，換言之，表面的硬化程度會(huì)大于內(nèi)部的硬化程度，因 此形成的硬化層5的表層5'(第4圖)的硬度大于內(nèi)部的硬度。此外，為了促進(jìn)光固化性膠體層3 (圖幻的表面的硬化程度高過內(nèi)部的硬化程度， 也可控制光照的方向是由下往上照射，亦即從光引發(fā)層2往光固化性膠體層3的方向照射， 以使光引發(fā)層2或鄰接光引發(fā)層2的光固化性膠體層3的表面吸收到大量的光能。然而， 本發(fā)明并不限光照的方向。在某些實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)卣{(diào)控光引發(fā)層2與光固化性膠體層3 的光起始劑或光敏劑或該兩者的含量即可得到表層5'(圖4)的硬度大于內(nèi)部的硬度的硬 化層5。根據(jù)上述，本發(fā)明的實(shí)施例的硬化層的形成方法簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)。請(qǐng)參照?qǐng)D4，在基材1為離型膜且另一基材4為偏光板的應(yīng)用例中，硬化層5可作 為黏著層或感壓性黏著層。由于硬化層5的表層5'的硬度大于內(nèi)部的硬度，因此硬化層5 的表層5'能為基材(或偏光板)4提供保護(hù)作用，且同時(shí)硬化層5的內(nèi)部能隨著基材(或 偏光板)4的熱漲冷縮而改變，或者緩和基材(或偏光板)4由于形狀改變而產(chǎn)生的應(yīng)力。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例作詳細(xì)說明如下<制備光學(xué)膜>實(shí)施例1的光學(xué)膜的制備步驟包括在離型膜上涂覆光引發(fā)層，在光引發(fā)層上涂覆 光固化性膠體層(約25 μ m)，并然后對(duì)光引發(fā)層與光固化性膠體層進(jìn)行光照以形成黏著層 (分子量約80萬 85萬)。比較例2至比較例4的光學(xué)膜的制備步驟包括在離型膜上涂覆 光固化性膠體層(約25 μ m)，并然后對(duì)光固化性膠體層進(jìn)行光照以形成黏著層(分子量約 80萬 85萬)。光照步驟是使用高壓水銀蒸氣燈(high pressure mercury-vapor lamps), 光照強(qiáng)度(intercity)為30mW/cm，光照時(shí)間為20秒。表1顯示實(shí)施例1與比較例2至比較例4的光學(xué)膜的組成重量比例。實(shí)施 例1與比較例2至比較例4的固化性膠體層包括丙烯酸丁酯(η-butyl acrylate ；ΒΑ) 與丙烯酸甲酯(η-methyl acrylate ；ΜΑ)的丙烯酸系聚合物；三羥甲基丙烷三丙烯酸 酉旨(trimethylol propane triacrylate ；TMPTA)的單體；4，4 ‘ -二苯甲基二 異氛酸 鹽0，4 ‘ -diphenylmethane diisocyanate ；MDI)之聚異氰酸酯化合物；二苯甲酮 (benzophenone)的光起始劑；以及氯酸鹽類(LiClO4)的抗靜電劑。實(shí)施例1的光引發(fā)層包 括三級(jí)胺丙烯酸酯(tertiary amine acrylate)(供應(yīng)廠商恒橋產(chǎn)業(yè)股份有限公司，產(chǎn)品 名稱Chemcure-NPG)的光敏劑。表 權(quán)利要求
1.一種具有硬化層的膜材的形成方法，其特征在于該形成方法包括以下步驟 提供基材；涂覆光引發(fā)層于該基材上；涂覆光固化性膠體層于該光引發(fā)層上，其中該光固化性膠體層的表面接觸該光引發(fā) 層；以及光照該光固化性膠體層與該光引發(fā)層，以使該光固化性膠體層與該光引發(fā)層發(fā)生硬化 反應(yīng)形成硬化層，其中該硬化層的表層的硬度大于內(nèi)部的硬度。
2.如權(quán)利要求1所述的具有硬化層的膜材的形成方法，其特征在于該硬化層為單一薄膜。
3.如權(quán)利要求1所述的具有硬化層的膜材的形成方法，其特征在于該光引發(fā)層包括第 一光起始劑或第一光敏劑。
4.如權(quán)利要求1所述的具有硬化層的膜材的形成方法，其特征在于該光固化性膠體層 包括第二光起始劑或第二光敏劑；或者，該光固化性膠體層包括紫外線固化性單體、寡聚物 或樹脂。
5.如權(quán)利要求1所述的具有硬化層的膜材的形成方法，其特征在于該光照步驟利用紫 外線光照該光固化性膠體層與該光引發(fā)層。
6.如權(quán)利要求1所述的具有硬化層的膜材的形成方法，其特征在于該硬化層為黏著層。
7.一種光學(xué)膜的形成方法，其特征在于該形成方法包括以下步驟 提供離型膜；涂覆光引發(fā)層于該離型膜上；涂覆光固化性膠體層于該光引發(fā)層上，其中該光固化性膠體層的表面接觸該光引發(fā)層；設(shè)置偏光板于該光固化性膠體層上；以及光照該光固化性膠體層與該光引發(fā)層，以使該光固化性膠體層與該光引發(fā)層發(fā)生固化 反應(yīng)形成黏著層，其中該黏著層的表層的硬度大于內(nèi)部的硬度。
8.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)膜的形成方法，其特征在于該光引發(fā)層包括第一光起始劑 或第一光敏劑。
9.如權(quán)利要求7所述的光學(xué)膜的形成方法，其特征在于該光固化性膠體層包括三羥甲 基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸系共聚物、聚乙烯醇高分子或聚氨基甲酸樹脂，且該光照步驟利 用紫外線光照該光固化性膠體層與該光引發(fā)層。
10.一種具有硬化層的膜材，其特征在于該硬化層為單一薄膜，且該硬化層的表層的硬 度大于內(nèi)部的硬度。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種具有硬化層的膜材及其形成方法與光學(xué)膜的形成方法。硬化層為單一薄膜，且表層的硬度大于內(nèi)部的硬度。具有硬化層的膜材的形成方法包括以下步驟提供基材；涂覆光引發(fā)層于基材上；涂覆光固化性膠體層于光引發(fā)層上；光固化性膠體層的表面接觸光引發(fā)層；以及光照光固化性膠體層與光引發(fā)層，以使光固化性膠體層與光引發(fā)層發(fā)生硬化反應(yīng)形成該硬化層。本發(fā)明的膜材或光學(xué)膜其硬化層表層的硬度大于內(nèi)部的硬度，從而使得膜材或光學(xué)膜既具有較高的穩(wěn)定性及表面抗壓能力，又具有較好的應(yīng)力緩和能力。
文檔編號(hào)G02B1/10GK102053287SQ20101054190
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者易俊杰, 李信興, 謝鴻鈞, 陳泰吉 申請(qǐng)人:明基材料有限公司, 明基材料股份有限公司