專利名稱：硬化樹脂涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬化涂層，特別是涉及一種可供用于顯示器上的硬化樹脂涂層。
背景技術(shù)：
從目前的發(fā)展趨勢來看，顯示器的發(fā)展是越來越走向多樣化，如液晶顯示器、電漿顯示器、陰極射線管(CRT)顯示器、室外顯示器或個人數(shù)字助理(PDA)顯示器等。為了保護(hù)顯示器的面板，因此需要使用具有極佳的抗摩擦特性及高硬度的硬化涂層。
習(xí)知硬化涂層的形成方法一般是在透明基材上涂布熱硬化型樹脂材料或紫外光硬化型樹脂材料。接著，再以加熱或紫外光照射的方式使得樹脂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)而硬化，以形成硬化樹脂涂層，亦即前述的硬化涂層。但是，在樹脂硬化的過程中，卻會伴隨樹脂涂層硬化收縮而發(fā)生硬化樹脂涂層翹曲的現(xiàn)象。
一般所形成的硬化樹脂涂層的厚度約為10微米時，因硬化樹脂涂層會發(fā)生卷曲及層間剝離的情形，使得硬化樹脂涂層的鉛筆硬度是約為3H，不及玻璃的鉛筆硬度9H。
另外，為提升硬化樹脂涂層的硬度，可再增加硬化樹脂涂層的厚度。然而，當(dāng)硬化樹脂涂層的厚度增加至約為30微米時，硬化樹脂涂層翹曲問題將亦驅(qū)嚴(yán)重。因此，為改善硬化樹脂涂層的翹曲問題，如中國臺灣專利第200517260號中由季戊四醇丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)與三異氰酸乙氧基改性二丙烯酸酯的兩種樹脂材料所形成的硬化樹脂涂層可改善翹曲現(xiàn)象。然而，利用此方法所形成的硬化樹脂涂層的鉛筆硬度只達(dá)1H，故亦不及玻璃的鉛筆硬度。
另外，為改善硬化樹脂涂層的翹曲、裂化、或剝落問題，如中國臺灣專利第574106號所揭露的方式，是于基材上先涂布3-50微米的緩沖層，再于緩沖層上涂布3-15微米的硬化樹脂涂層。如此，則可改善翹曲現(xiàn)象且具有提升硬度的效果。然而，采用多層涂布方式會造成厚度增加，也會增加制程的復(fù)雜度，并降低制程良率，及導(dǎo)致浪費成本。
由此可見，上述現(xiàn)有的硬化樹脂涂層在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決的道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的硬化樹脂涂層，其具有改善的翹曲問題，并同時提升硬化樹脂涂層的硬度且兼顧降低硬化樹脂涂層的制程復(fù)雜度，便成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的硬化樹脂涂層存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的硬化樹脂涂層，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的硬化樹脂涂層，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的硬化樹脂涂層存在的缺陷，而提供一種新型的硬化樹脂涂層，所要解決的技術(shù)問題是藉由在樹脂涂層中添加微米粒子，使硬化樹脂涂層具有的鉛筆硬度可達(dá)4-6H，并改善硬化樹脂涂層的翹曲程度，從而更加適于實用。
因此本發(fā)明的另一目的就是在提供一種硬化樹脂涂層。藉由在樹脂涂層中添加微米粒子及納米粒子，使硬化樹脂涂層具有的鉛筆硬度可達(dá)4-8H，亦即接近玻璃的鉛筆硬度，并同時提高硬化樹脂涂層的耐擦傷性。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種硬化樹脂涂層，至少包含一樹脂涂層，位于一基材上；以及復(fù)數(shù)個微米粒子，均勻分散于該樹脂涂層之中，該些微米粒子的粒徑為1-20微米。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的硬化樹脂涂層，其中所述的基材的材料是選自由三醋酸纖維、聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯與聚碳酸酯所組成的群組。
前述的硬化樹脂涂層，其中所述的微米粒子的材料為有機(jī)材料。
前述的硬化樹脂涂層，其中所述的有機(jī)材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚碳酸酯。
前述的硬化樹脂涂層，其中所述的樹脂涂層的厚度范圍是介于10-35微米。
前述的硬化樹脂涂層，其更包含復(fù)數(shù)個納米粒子，均勻分散于該樹脂涂層之中，該些納米粒子的粒徑為5-100納米。
前述的硬化樹脂涂層，其中所述的納米粒子的材料為無機(jī)材料。
前述的硬化樹脂涂層，其中所述的無機(jī)材料為氧化硅、氧化鈦或氧化鋁。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種硬化樹脂涂層，此硬化樹脂涂層包含樹脂涂層及微米粒子。樹脂涂層是位于基材上。微米粒子是位于樹脂涂層之中，且微米粒子的粒徑是介于1-20微米之間。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明另提供了一種硬化樹脂涂層，此硬化樹脂涂層包含樹脂涂層、微米粒子及納米粒子。樹脂涂層是位于基材上。微米粒子是位于樹脂涂層之中，微米粒子的粒徑是介于1-20微米之間。納米粒子是位于樹脂涂層之中，且納米粒子的粒徑是介于5-100納米之間。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明在樹脂涂層中添加硬度較高的微粒，以增加樹脂涂層的硬度，并能改善樹脂涂層在硬化過程中的翹曲問題。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明硬化樹脂涂層至少具有下列優(yōu)點由于本發(fā)明的硬化樹脂涂層結(jié)構(gòu)簡單，且制程容易，可節(jié)省制程成本。另外，藉由在樹脂涂層中添加微米粒子及納米粒子，使硬化樹脂涂層具有較高的鉛筆硬度(4-8H)，使其耐擦傷性亦提高。同時，改善硬化樹脂涂層的翹曲問題。因此，此硬化樹脂涂層可適用于如顯示器的偏光板、擴(kuò)散板、表面功能膜或光學(xué)保護(hù)貼等相關(guān)應(yīng)用。
綜上所述，本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點及實用價值，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的硬化樹脂涂層具有增進(jìn)的多項功效，從而更加適于實用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是繪示依照本發(fā)明一較佳實施例的硬化樹脂涂層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是繪示依照本發(fā)明的另一較佳實施例的硬化樹脂涂層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
110基材120樹脂涂層130微米粒子210基材220樹脂涂層230微米粒子240納米粒子
具體實施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的硬化樹脂涂層其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
實施例一請參閱圖1所示，其繪示依照本發(fā)明較佳實施例的一種硬化樹脂涂層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中，樹脂涂層120位在基材110上，并于樹脂涂層120的中添加了硬度較高的微米粒子130，以增加樹脂涂層120的硬度。
當(dāng)紫外光照射樹脂涂層120使其硬化時，會使樹脂涂層120的內(nèi)部進(jìn)行交聯(lián)硬化的反應(yīng)。由于交聯(lián)硬化反應(yīng)的過程快速，時間約為1-2秒，因此會使樹脂涂層120因瞬間收縮而造成應(yīng)力集中的現(xiàn)象，而使樹脂涂層120發(fā)生翹曲現(xiàn)象。但是于樹脂涂層120中添加微米粒子130的后，微米粒子130可以補償減輕樹脂涂層120在交聯(lián)硬化過程中的收縮程度，使樹脂涂層120的翹曲程度降低，甚至可使樹脂涂層120維持在平整的狀態(tài)。
由于微米粒子130會受到重力作用，而會在樹脂涂層120中往下沉降。因此，微米粒子130需具有較適合的粒子沉降速度，使得微米粒子130可均勻分布在樹脂涂層120中。因此，上述微米粒子130的粒徑范圍較佳約為1-20μm，其材料較佳為有機(jī)材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(Poly methylmethacrylate；PMMA)、聚苯乙烯(Polystyrene；PS)或聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)。
上述基材110的材料例如可為三醋酸纖維(Triacetate Cellulose；TAC)、聚對苯二甲酸乙二酯(Poly Ethylene Terephthalate；PET)、聚乙烯(Polyethylene；PE)或聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)。
上述的樹脂材料主要包含一種或多種以上的光固化樹脂單體或寡聚體，其中光固化樹脂單體如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(Trimethylolpropanetriacrylate，TMPTA)、季戊四醇三丙烯酸酯(Pentaerytthritoltriacrylate，PETIA)、1，6-己二醇二丙烯酸酯(1，6-Hexanedioldiacrylate，HDDA)或三丙二醇二丙烯酸酯(Tripropylene glycoldiacrylate，TPGDA)。上述的光固化樹脂寡聚體如脂肪族聚酯聚胺脂六丙烯酸酯(aliphatic polyester based urethane hexaaxrylate)、改性還氧丙烯酸酯(Modified epoxy acrylate)、聚酯二丙烯酸酯(Polyesterdiacrylate)或有機(jī)硅聚醚丙烯酸酯(Silicone polyether acrylate)。樹脂涂層的涂布厚度是約為10-35微米。
此另外，可通過調(diào)整照射樹脂涂層120的紫外光強(qiáng)度及劑量，并調(diào)整紫外光的照射次數(shù)，來進(jìn)一步解決硬化樹脂涂層120的翹曲現(xiàn)象。故在本發(fā)明的較佳實施例中，是以較低的強(qiáng)度對樹脂涂層120進(jìn)行兩次紫外光照射時，使樹脂產(chǎn)生交聯(lián)硬化反應(yīng)的時間會延長。所使用的紫外光的波長是小于400納米，如為254納米或365納米。而每次紫外光的強(qiáng)度是約為0.6-1.0瓦/平方公分，劑量是約為0.2-1.5焦耳/平方公分。
再者，可再使用熱處理步驟，使樹脂涂層120因硬化收縮所產(chǎn)生的應(yīng)力得以釋放，以進(jìn)一步解決樹脂涂層120的翹曲情形。同時，熱處理亦可提高樹脂涂層120與基材110之間的密著性。熱處理步驟的適當(dāng)溫度約為80-110℃，熱處理步驟的適當(dāng)時間約為3-10分鐘。利用上述的方法所形成樹脂涂層120的鉛筆硬度可達(dá)4-6H。
實施例二請參閱圖2所示，其繪示依照本發(fā)明另一較佳實施例的一種硬化樹脂涂層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在圖2中，樹脂涂層220是位于基材210上，除了在樹脂涂層220之中添加了硬度較高的微米粒子230之外，還添加了硬度較高的納米粒子240，以進(jìn)一步增加樹脂涂層220的硬度。上述的納米粒子240的粒徑范圍為5-100nm，其材料較佳為無機(jī)材料，例如氧化硅、氧化鈦或氧化鋁等。而基材210、樹脂涂層220與微米粒子230的材料如前面實施例一所述，故不再贅述的。
在此實施例中，微米粒子230及納米粒子240是均勻分布在樹脂涂層220中。若在樹脂涂層220中添加微米粒子230及納米粒子240，在照射紫外光的后再經(jīng)熱處理步驟，可解決紫外光照射樹脂涂層220時所引發(fā)的翹曲問題。同時，硬化樹脂涂層220的鉛筆硬度可提高至4-8H。
測試?yán)旅鎸⒁詼y試?yán)敿?xì)地說明上述的較佳實施例。測試?yán)玫臉渲牧狭性诒硪恢?。另外，測試?yán)玫臉渲牧系慕M成物的重量百分比列在表二中。
表一樹脂成分

a購自汽巴精化公司(Ciba Specialty Chemicals Inc.)的IRGACURE184產(chǎn)品。
b購自沙多瑪公司(Sartomer Co.Inc.)的CN968產(chǎn)品。
c購自沙多瑪公司(Sartomer Co.Inc.)的SR444產(chǎn)品。
d購自綜研化學(xué)株式會社(Soken Chemical & Engineering Co.，Ltd.)的MX-800S產(chǎn)品。
e購自臺灣克萊恩化學(xué)股份有限公司(Clariant Chemical TaiwanCo.，Ltd.)的0G-502產(chǎn)品。
表二樹脂材料的組成物的重量百分比

如表二所示，測試?yán)皇沁x擇添加微米粒子于樹脂涂層中。測試?yán)沁x擇添加微米粒子及納米粒子于樹脂涂層中。測試?yán)沁x擇添加納米粒子于樹脂涂層中。比較例是為樹脂材料，并無添加粒子于樹脂涂層中。
本發(fā)明的測試?yán)且匀姿崂w維薄膜作為基材。另外，樹脂材料的涂布厚度約為25微米。對樹脂涂層進(jìn)行照射兩次紫外光照射，第一次紫外光的強(qiáng)度與第二次紫外光的強(qiáng)度是約為0.83瓦/平方公分，劑量是約為1.0焦耳/平方公分。以紫外光照射樹脂涂層的后，再以熱處理硬化樹脂涂層。熱處理步驟的溫度是約為80-110℃，熱處理步驟的時間是約為3-10分鐘。
在完成上述的測試后，進(jìn)行硬化樹脂涂層的鉛筆硬度、耐擦傷性、密著性及翹曲程度的測量。表三為測量硬化樹脂涂層的鉛筆硬度、耐察傷性、密著性及翹曲程度的結(jié)果。要先說明的是，鉛筆硬度是根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS K5400為基準(zhǔn)來進(jìn)行測量。耐擦傷性是根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS K5400為基準(zhǔn)來進(jìn)行測量。密著性則是測量面積大小為1mm×1mm的檢體，利用百格刀劃分為100個檢體。測量具良好密著性的檢體的個數(shù)比率。
硬化樹脂涂層的翹曲高度的測量是將硬化樹脂涂層切為A4尺寸(29.7cm×21.0cm)，并置于室溫的環(huán)境下，計算出四角翹曲的平均高度值。無翹曲現(xiàn)象者是為非常良好，翹曲的平均高度為10-20mm是為不良者，結(jié)果如表三所示。
表三硬化樹脂涂層的測試結(jié)果的比較

請參考表三，由測試?yán)缓捅容^例可知，添加微米粒子于樹脂涂層中，則硬化樹脂涂層的鉛筆硬度可由4H提升至5H，亦改善硬化樹脂涂層的翹曲程度。另外，由測試?yán)捅容^例可知，添加微米粒子及納米粒子于樹脂涂層中，則硬化樹脂涂層的鉛筆硬度可由4H提升至6H，并具有極佳的耐擦傷性，且亦解決硬化樹脂涂層的翹曲情形，同時亦提高硬化樹脂涂層的密著性。再者，由測試?yán)捅容^例可知，添加納米粒子于樹脂涂層中，則硬化樹脂涂層的鉛筆硬度可由4H提升至5H，并具有極佳的耐擦傷性，但是翹曲程度是為不良。
綜上所述，由于本發(fā)明的硬化樹脂涂層結(jié)構(gòu)簡單，且制程容易，可節(jié)省制程成本。此外，藉由在樹脂涂層中選擇地添加微粒，使硬化樹脂涂層具有較高的鉛筆硬度(4-8H)，使其耐擦傷性亦被提高。同時，藉由在樹脂涂層中添加微米粒子及納米粒子可形成無翹曲的硬化樹脂涂層，亦提高硬化樹脂涂層的密著性。因此，比硬化樹脂涂層可適用于如顯示器的偏光板、擴(kuò)散板、表面功能膜或光學(xué)保護(hù)貼等相關(guān)應(yīng)用。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種硬化樹脂涂層，其特征在于其至少包含一樹脂涂層，位于一基材上；以及復(fù)數(shù)個微米粒子，均勻分散于該樹脂涂層之中，該些微米粒子的粒徑為1-20微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬化樹脂涂層，其特征在于其中該基材的材料是選自由三醋酸纖維、聚對苯二甲酸乙二酯、聚乙烯與聚碳酸酯所組成的群組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬化樹脂涂層，其特征在于其中該些微米粒子的材料為有機(jī)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的硬化樹脂涂層，其特征在于其中該有機(jī)材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚碳酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬化樹脂涂層，其特征在于其中該樹脂涂層的厚度范圍是介于10-35微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬化樹脂涂層，其特征在于其更包含復(fù)數(shù)個納米粒子，均勻分散于該樹脂涂層之中，該些納米粒子的粒徑為5-100納米。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硬化樹脂涂層，其特征在于其中該些納米粒子的材料為無機(jī)材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的硬化樹脂涂層，其特征在于其中該無機(jī)材料為氧化硅、氧化鈦或氧化鋁。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種硬化樹脂涂層，其至少包含一樹脂涂層，位于一基材上；以及復(fù)數(shù)個微米粒子，均勻分散于該樹脂涂層之中，該些微米粒子的粒徑為1－20微米。在樹脂涂層中添加硬度較高的微粒，可以增加樹脂涂層的硬度，并能改善樹脂涂層在硬化過程中的翹曲問題。
文檔編號C08L33/00GK101074333SQ20061008080
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者邱國隆, 詹煌義, 鄭雅娟, 賴建志, 葉土生 申請人:力特光電科技股份有限公司