CN102046375A - 保护膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种保护膜，包括两片或多片的透明塑料基板，所述透明塑料基板形成具有功能性的涂层于其上，且藉由黏着层而依序迭合。

Description

保护膜
技术领域
本发明涉及一种保护膜，包括多个透明塑料基板，所述透明塑料基板形成具有功能性的涂层于其上，且藉由粘着层迭合。本发明还涉及用于一种触摸屏型电子书的保护膜。
背景技术
通常，电子纸指具有类似于纸的性质的显示器，除了简单的信息显示之外，藉由自由地进行数据写入、侦测和储存，为下一代的显示器。
基于电子纸原理，开发出电子书。此电子书基本包括形成在玻璃上的驱动膜和用以保护的保护膜。
此外，随着电子书工业持续地发展，需要电子书具有自由写入、侦测和储存数据的功能。为利用此功能，应用触摸屏于电子书中。触摸屏型电子书需要保护膜，使得即便在污染环境下也能稳定且坚固地操作。
在此污染下，用于电子书或触摸屏型电子书的保护膜需要具有包括冲击缓冲特性、水气阻抗性和抗紫外线性(ultraviolet，UV)等物理性质。因此，对于发展保护膜有需求。
发明内容
本发明的一实施例旨在提供一种具有高防潮性能和优秀的UV保护性用于电子书的保护膜。
本发明的另一实施例旨在提供一种具有防止刮伤和抗眩光功能的保护膜。
本发明的另一实施例旨在提供用于触摸屏型电子书的保护膜。
为达到本发明的目的，本发明提供一种用于电子书的保护膜，包括两片或多片的透明塑料基板，所述透明塑料基板具有功能性涂层形成于其上，并且依序迭合。尤其，本发明一实施例的保护膜的特征在于一迭合顺序，抗眩光层形成于最外层，用以执行抗眩光功能且防止刮伤的产生。此外，第一氧化硅涂层面对且粘着于第二氧化硅涂层以改善水气渗透度，从而提供适于电子书的保护膜。
进一步地，本发明另一实施例的保护层的特征在于其厚度和其迭合顺序。尤其，每层被控制而具有特定厚度的范围，使得提供具有改善水气渗透度的保护膜。在一示例实施例中，所获得的保护膜使用其中揭露的迭合顺序和厚度，在38±2℃和100％相对湿度(relative humidity，RH)的条件下，具有0.5g/m2·天或更小的水气渗透度，且2.0％或更小的UV穿透度。
其中提示的保护膜具有适于电子书的水气渗透度，造成电子墨水随时间微量变化，且防止薄膜老化。
附图说明
图1说明根据本发明的保护膜的一实施例；以及
图2说明根据本发明的保护膜的另一实施例。
具体实施方式
本发明的优点、特征和外观参考此后的附图和实施例的描述而变得清楚。
如图1所示，本发明一实施例的保护膜包括第一透明塑料基板10、形成于该第一透明塑料基板表面上的抗眩光涂层11、第二透明塑料基板20、形成于该第二透明塑料基板表面上的第一氧化硅(SiOx，其中x为1.0-2.0)涂层21、第三透明塑料基板30、形成于该第三透明塑料基板表面上的第二氧化硅(SiOx，其中x为1.0-2.0)涂层31，其中该第一透明塑料基板10与该第二透明塑料基板20彼此相对，且藉由第一粘着层100相互粘附，该第一氧化硅涂层21和该第二氧化硅涂层31彼此相对，且藉由第二粘着层200相互粘附。
如图2所示，本发明另一实施例的保护膜进一步包括导电涂层32。尤其，保护膜包括第一透明塑料基板10、形成于该第一透明塑料基板表面上的抗眩光涂层11、第二透明塑料基板20、形成于该第二透明塑料基板表面上的第一氧化硅(SiOx，其中x为1.0-2.0)涂层21、第三透明塑料基板30、形成于该第三透明塑料基板表面上的第二氧化硅(SiOx，其中x为1.0-2.0)涂层31，其中该第一透明塑料基板10与该第二透明塑料基板20彼此相对，且藉由第一粘着层100相互粘附，该第一氧化硅涂层21和该第二氧化硅涂层31彼此相对，且藉由第二粘着层200相互粘附，该导电涂层32形成于第三透明塑料基板30上。导电涂层32可依据需要而形成。导电涂层32通过溅镀、真空沉积、离子镀、涂覆、溶液涂覆或粉末涂覆制程从氧化铟锡(ITO)可形成涂覆厚度200-1,000
Figure BPA00001259888100032
此后，将详细地解释保护膜的特别实施例。
在一实施例中，第一透明塑料基板10、第二透明塑料基板20或第三透明塑料基板30可包括具有90％或更高光穿透度的塑料材料。例如，聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚萘二甲酸乙二醇酯树脂或其它，可用作塑料基板，且定向的变形也可使用。
第一透明塑料基板10作为保护膜的支撑，可具有50μm-250μm的厚度，尤其是100μm-188μm，但不限于此。此厚度限定第一透明塑料基板用作支撑，防止外观的损伤，允许第一透明塑料基板保持柔性。
第二透明塑料基板20和第三透明塑料基板30各用作氧化硅涂层的支撑，可具有10μm-50μm的厚度，尤其是12μm-30μm，但不限于此。此厚度限定基板作为氧化沉积制程中的支撑，防止外观的损伤(例如，皱褶的产生)。
抗眩光涂层11可包括一种硬树脂，如胺基甲酸酯丙烯酸酯或硅氧烷树脂，并包含硅树脂珠，可具有抗眩光效果和抗刮伤效果。当抗眩光涂层11太薄时，显示硬度的不足。另一方面，当抗眩光涂层11太厚时，可能产生裂痕。此外，抗眩光涂层11可具有3μm-5μm的厚度以防止卷曲。
第一氧化硅层21或第二氧化硅层31可通过真空沉积制程形成。二氧化硅(SiOx，其中x为1.0-2.0)涂层，当x小于1.0时可能具有低透明度，导致90％或较低的光穿透度。另一方面，当x大于2.0时，二氧化硅涂层可能有裂痕。由此，x的范围为1.0至2.0。二氧化硅涂层可具有300
Figure BPA00001259888100033
-1,000
Figure BPA00001259888100034
的厚度，尤其是400
Figure BPA00001259888100035
-800
Figure BPA00001259888100036
以实现良好的水气阻抗性和清楚的颜色。
第一粘着层100可为一种包括UV保护剂的丙烯酸树脂粘着剂组合物。第一粘着层100可具有90％或较高的光穿透度、1％或较低的混浊度、103Pa-105Pa的剪力储存模数。当粘着层具有90％或较低的光穿透度、1％或较高的混浊度时，使用具有粘着层的保护层所制造的显示器可能有不佳的清晰度。当粘着层具有的剪力储存模数小于103Pa时，因为在加工时，其从已组装的显示器突起而妨碍显示器组装。另一方面，当粘着层具有剪力储存模数大于105Pa时，其显示低附着力，导致不佳的耐久性和弱冲击吸收性。
此外，粘着剂组合物可进一步在基于100重量份量(parts by weight)的树脂固体成分中，包含0.5-5重量份量的***基UV保护剂，从而在宽范围的波长内确保UV抗护性。当***基UV保护剂使用于小于0.5重量份量时，UV穿透度在紫外线鉴定(qualifying ultraviolet，QUV)测试后快速增加，导致电子书驱动层的损伤和反应速率下降。另一方面，当***基UV保护剂使用于大于5重量份量时，其导致在QUV测试后颜色指数的变化。除上述UV保护剂外，如果必要，可进一步添加其它***基UV保护剂、抗氧化剂、热稳定剂、荧光漂白剂等。这些添加剂的添加量不会导致涂膜的物理性质的退化。尤其，添加量可基于100重量份量的树脂固体成分为0.5-5重量份量。
用于第一粘着层的粘着剂组合物除了丙烯酸树脂外可进一步包含交联剂。由于交联剂的加入，树脂可交联，从而改善热阻抗性和水气阻抗性。交联剂可使用包括丙烯酸对树脂官能团的反应。交联剂的特别例子包括过氧化物、异氰酸酯基交联剂、环氧基交联剂、金属钳合基交联剂、三聚氰胺基交联剂、氮杂环丙烷基交联剂、金属盐等。所述交联剂可单独或组合使用。尤其，异氰酸酯基交联剂提供好的附着性。该异氰酸酯基交联剂的特殊例包括二异氰酸酯，如甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、异佛酮二异氰酸酯或己二异氰酸酯、各种多元醇改性的二异氰酸酯加合物，具有异氰尿酸环、缩二脲形式或脲基甲酸酯的形式的聚异氰酸酯化合物等。此外，脂肪族或脂环族异氰酸酯化合物在所需透明度的应用中也可作为异氰酸酯基交联剂。这是因为芳香族异氰酸酯化合物固化后可能导致粘着层的染色。基于100重量份量的树脂固体成分，交联剂可使用0.01-10.0重量份量，尤其是0.05-5重量份量。如果交联剂的量超过10.0重量份量，额外的交联剂可导致干燥后粘着性的减少，并导致透明塑料基板迭合后的粘着性降低，使得差耐久不佳。另一方面，如果交联剂的量小于0.01重量份量，粘着剂会固化不充分，导致水气阻抗性退化。
第一粘着层100藉由涂布粘着剂组合物于支撑上而形成，随后干燥。由于粘着剂包括交联剂，粘着层的热处理使交联能够发生。交联可在干燥温度下与溶剂的干燥同时进行。或者，单独交联操作可在干燥后进行。粘着层可藉由时效以调整粘着层的交联。
在本发明一实施例的保护膜中，第一粘着层100用于提高第一透明塑料基板与第二透明塑料基板间的冲击吸收性质。为促进冲击吸收功能，第一粘着层100可具有103Pa-105Pa的剪力储存模数。
第二粘着层200可为对于氧化硅具有优秀附着性的丙烯酸氨基甲酸酯树脂。
用于第一粘着层或第二粘着层的粘着剂组合物可以液体组合物形式使用。此处所用的溶液的特别示例包括甲基乙基酮、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、二氧六环、环己酮、正己烷、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇以及水等。此溶剂可单独或组合使用。溶剂可为事先用于聚合反应的溶剂，或添加除了聚合反应的溶剂外的至少一溶剂，以允许粘着层的均匀涂布。
形成于第三透明塑料基板30上的导电涂层32给予导电性，以实现当保护膜应用于电子书时的触摸屏功能。导电涂层可通过溅镀、真空沉积、离子镀、涂覆、溶液涂覆或粉末涂覆等制程从氧化铟锡(ITO)来形成，但不限于此。尤其，导电涂层可通过溅镀制程而形成。
此外，导电涂层32可形成200-1,000
Figure BPA00001259888100052
的厚度，尤其300
Figure BPA00001259888100053
-800
Figure BPA00001259888100054
具有厚度200
Figure BPA00001259888100055
-1,000
Figure BPA00001259888100056
的导电涂层促进触摸屏操作中电气信号的传输，且不降低透明度以实现驱动过程中所完成显示的良好分辨率。
本发明各实施例的保护膜具有低水气渗透度，从而在使用电子书的保护膜时，最小化电子墨水随时间的变化，并显示低UV穿透度，从而防止驱动膜的退化。
现将描述示例和实验。以下示例和实验仅用作解说的目的，而不打算限定所揭示的范围。
在以下示例中，如下测量保护膜的物理性质。
1)水气渗透度：
薄膜的水渗透度依据KS M3088:2004(38±2℃，100％RH)测量。
不及格：水气渗透度＞0.5。
及格：水气渗透度≤0.5。
2)UV穿透度：
薄膜的UV穿透度使用Verian，Cary 5000UV可见光光谱仪测量。
在QUV之前的UV穿透度(％)：在设置保护膜之后，UV穿透度在整个UV波长(200-300nm)测量，在提供第一透明塑料基板后，且抗眩光涂层允许面对UV光源。最高UV穿透度值由所测量范围取出。
不及格：UV穿透度＞2.0。
及格：UV穿透度≤2.0。
QUV之后UV穿透度(％)：在提供保护膜后，第一透明塑料基板的表面被允许面对设置于QUV室中、发射UVB波长光的灯的光源，然后保护膜被允许持续100小时。然后，UV穿透度将使用UV穿透度测量***在200nm-300nm的UV波长范围内测量。最高UV穿透度值由所测量范围取出。
不及格：UV穿透度＞2.0。
及格：UV穿透度≤2.0。
3)剪力储存模数
将用于生产保护膜的粘着剂组合物溶解于溶剂中，合成溶液通过溶剂浇铸制程涂布于铁氟隆片，允许溶剂蒸发以获得仅具有粘着层的1mm厚度薄膜。粘着剂薄膜装载于流变计(Rheometrics，RMS)的固定下板和旋转上板之间，基于频率测量剪切力的变化(每单位时间上板的移动角度)。在此，数据是在1弧度/秒-100弧度/秒的5％应力范围获得，且10弧度/秒的剪力储存模数作为参考值。
4)涂层厚度
使用厚度测量装置测量涂层的厚度。
5)外观
薄膜外观由肉眼决定。无特定特征的薄膜评为“及格”，具有皱褶的薄膜评为“不及格”。
6)保护膜的光穿透度
光穿透度是藉由Nippon Denshoku公司300A型所测量的总穿透度。具有88％或较高的光穿透度的保护膜评为“优秀”，具有60％-88％光穿透度的保护膜评为“良好”，具有低于60％光穿透度的保护膜评为“不良”。
示例1：
具有抗眩光涂层的第一透明塑料基板的制作：
提供厚度为188μm、宽度为1,000mm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(H11F，可由Kolon取得)。接下来，5重量份量的硅树脂珠(ShinetsuChemical，X-52-854)添加并混合于100重量份量的丙烯酸氨基甲酸酯树脂(DAI NIPPON PRINTING，UNIDIK 17-824-9)，以提供抗眩光层的组合物。组合物涂布于聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，在100℃温度下干燥3分钟，使用双臭氧型高压水银灯(80W/cm，15cm聚光型)立刻照射UV射线。以此方式，形成具有厚度5μm的抗眩光涂层。
具有第一氧化硅涂层的第二透明塑料基板的制作：
具有厚度500的SiO1.5涂层是通过真空沉积制程而形成于厚度12μm、宽度1,000mm的苯二甲酸乙二酯薄膜(Kolon，FQ00)上。
具有第二氧化硅涂层的第三透明塑料基板的制作：
具有厚度500
Figure BPA00001259888100072
的SiO1.5涂层通过真空沉积制程而形成于厚度12μm、宽度1,000mm的苯二甲酸乙二酯薄膜(Kolon，FQ00)上。
制备第一粘着剂组合物：
首先，0.3重量份量的异氰酸酯基交联剂(Soken Chemistry，E-AX)加入于100重量份量(固体成分基准)的丙烯酸酯树脂(Soken Chemistry，SK2094R)中。接下来，合成混合物与1重量份量作为UV保护剂的的苯并***(Ciba，Tinuvin 1130)进一步混合，甲基乙基酮加入于固体成份20％的合成溶液中，从而提供粘着剂组合物。
准备第二粘着剂组合物：
首先，20重量份量的异氰酸酯基交联剂(Kangnam Chemistry，Co.Ltd.，CL 100)加入于100重量份量(固体成分基准)的聚氨酯树脂(Kangnam Chemistry，Co.Ltd.，Neoforce 338)中。接下来，合成混合物以甲苯作为溶剂稀释，以提供具有10％固化成分的溶液。
制作保护膜：
如图1所示，具有第一氧化硅涂层的第二透明塑料基板和具有第二氧化硅涂层的第三透明塑料基板使用第二粘着剂组合物而相互粘附。然后，合成的迭板使用第一附粘着剂组合物而与具有抗眩光层的第一透明塑料基板粘附。
更特别地，第二粘着剂组合物涂覆于形成有第一氧化硅涂层的第二透明塑料基板的表面上，在100℃温度下干燥2分钟，以形成具有3μm厚度的干燥涂层的第二粘着层。然后，第三透明塑料基板的第二氧化硅涂层粘附于第二粘着层。
然后，第一粘着剂组合物涂覆于不具有第一氧化硅涂层的第二透明塑料基板的表面上，在100℃温度下干燥3分钟，以形成具有50μm厚度的第一粘着剂涂层。此后，粘附于不具有抗眩光层的第一透明塑料基板表面。
如上所获得的保护膜决定其物理性质，结果如表1所示。
示例2：
重复示例1以提供保护膜，除了在制作示例1的第一粘着剂混合物时进一步加入2重量份量的抗氧化剂(Ciba，Irganox 1010)。如上所获得的保护膜决定其物理性质，结果如表1所示。
示例3：
重复示例1以提供保护膜，除了额外地形成如图2所示的导电涂层。
更特别地，通过溅镀制程将氧化铟锡(ITO)涂覆于示例1保护膜中不具有第二氧化硅涂层的第三透明塑料基板的表面上以形成厚度500的导电涂层。保护膜决定其物理性质，结果如表1所示。
示例4：
重复示例3以提供保护膜，除了在制作示例3的第一粘着剂混合物时进一步加入2重量份量的抗氧化剂(Ciba，Irganox 1010)。保护膜决定其物理性质，结果如表1所示。
示例5：
重复示例3以提供保护膜，除了ITO涂覆至100
Figure BPA00001259888100091
的厚度。保护膜决定其物理性质，结果如表1所示。
示例6：
重复示例3以提供保护膜，除了将ITO涂覆至1,500
Figure BPA00001259888100092
的厚度。保护膜决定其物理性质，结果如表1所示。
比较示例1：
重复示例1以提供保护膜，除了不使用第一氧化硅涂层和第二氧化硅涂层。保护膜决定其物理性质，结果如表1所示。
比较示例2：
重复示例1以提供保护膜，除了氧化铝(Al2O3)沉积于第二透明塑料基板上。保护膜决定其物理性质，结果如表1所示。
比较示例3：
重复示例3以提供保护膜，除了不使用第一氧化硅涂层和第二氧化硅涂层。保护膜决定其物理性质，结果如表1所示。
比较示例4：
重复示例3以提供保护膜，除了氧化铝(Al2O3)沉积于第二透明塑料基板上。保护膜决定其物理性质，结果如表1所示。
表1
Figure BPA00001259888100093
由表1的结果可知，示例1-6的保护膜具有低水气渗透度，从而实现对水蒸气的高阻抗性质。此外，在示例2可见，在第一粘着剂组合物中添加抗氧化剂进一步降低UV穿透度。进一步地，导电层的存在实现触摸屏、改善水气渗透度、UV穿透度和光穿透度。
然而，不具有二氧化硅层的比较示例显示水气渗透度的快速增加。此外由氧化铝所形成的透明沉积层与二氧化硅层相比提供更高水气渗透度。
从而，由上述结果可见，具有迭合顺序和上述厚度的保护膜显示优秀的水气阻抗性和高UV保护性，从而可用作电子书等的保护膜。
上述保护膜不仅应用于电子书还可应用于各种用途，包括家用电器、轿车、通讯装置、如PDA等显示装置。
此外，上述保护膜可应用于触摸屏型电子书。
对于本领域技术人员而言，显然基于本发明的各种变化和改变都不脱离于发明的宗旨和范围。这样，本发明涵盖发明的变化和改变于申请专利范围及其等同物的范围内。

Claims (12)

1.一种保护膜，包括：
第一透明塑料基板；
抗眩光涂层，形成于该第一透明塑料基板的一表面上；
第二透明塑料基板；
第一氧化硅(SiOx，其中x为1.0-2.0)涂层，形成于该第二透明塑料基板的一表面上；
第三透明塑料基板；以及
第二氧化硅(SiOx，其中x为1.0-2.0)涂层，形成于该第三透明塑料基板的一表面上，
其特征在于，该第一透明塑料基板和该第二透明塑料基板彼此相对，且藉由第一粘着层而相互粘附，该第一氧化硅涂层和该第二氧化硅涂层彼此相对，且藉由第二粘着层而相互粘附。
2.如权利要求1所述的保护膜，其特征在于，进一步包括在该第三透明塑料基板上端的导电涂层。
3.如权利要求2所述的保护膜，其特征在于，该导电涂层通过溅镀、真空沉积、离子镀、涂覆、溶液涂覆或粉末涂覆过程藉由涂覆氧化铟锡(ITO)而形成至厚度200-1,000
Figure FPA00001259888000012
4.如权利要求1至3中任一项所述的保护膜，其特征在于，该第一氧化硅涂层或该第二氧化硅涂层是通过真空沉积而涂覆至厚度300
Figure FPA00001259888000013
-1,000
Figure FPA00001259888000014
5.如权利要求4所述的保护膜，其特征在于，该抗眩光涂层是使用添加多个硅树脂珠于包括胺基甲酸酯丙烯酸酯的组合物，涂覆为厚度3-5μm的干燥涂层。
6.如权利要求5所述的保护膜，其特征在于，该第一粘着层是使用包括紫外线(ultraviolet，UV)保护剂的丙烯酸粘着剂组合物，涂覆为厚度30μm-60μm的干燥涂层。
7.如权利要求6所述的保护膜，其特征在于，该第一粘着层具有90％或较高的光穿透度、1％或较小的混浊度、及103Pa-105Pa的剪力储存模数。
8.如权利要求7所述的保护膜，其特征在于，该粘着剂组合物包括***基UV保护剂。
9.如权利要求8所述的保护膜，其特征在于，该粘着剂组合物进一步包括至少一选自三氮杂苯基UV保护剂、抗氧化剂、热稳定剂以及荧光漂白剂的添加剂。
10.如权利要求9所述的保护膜，其特征在于，该第二粘着层是使用氨基甲酸酯基粘着剂组合物，涂覆为厚度1μm-10μm的干燥涂层。
11.如权利要求1至3中任一项所述的保护膜，其特征在于，该第一透明塑料基板厚度为50μm-250μm，该第二透明塑料基板厚度为10μm-50μm，以及该第三透明塑料基板厚度为10μm-50μm。
12.如权利要求11所述的保护膜，其特征在于，该第一透明塑料基板、该第二透明塑料基板或该第三透明塑料基板包括具有90％或较高的光穿透度的聚对苯二甲酸乙二酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。
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