TW202146620A - 防霧塗料組成物、製得之光學膜及具有光學膜之顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種防霧塗料組成物、製得之光學膜及具有光學膜之顯示裝置。實施例之一種防霧塗料組成物包括兩種不同的第一(甲基)丙烯酸單體和第二(甲基)丙烯酸單體，在25℃溫度下的黏度皆分別小於65 cps，且在20℃溫度下的表面張力皆分別在36達因/公分~42達因/公分之間的範圍，其中所述兩種不同的(甲基)丙烯酸單體係以相同的重量百分比等比例(1:1)混合；以及 第三(甲基)丙烯酸單體，其在25℃溫度下的黏度為90 cps ~500 cps之間，且在20℃溫度下的表面張力為36達因/公分~42達因/公分之間。

Description

防霧塗料組成物、製得之光學膜及具有光學膜之顯示裝置

本發明係有關於一種塗料組成物、製得之膜層及包含此膜層之顯示裝置，且特別係有關於一種防霧塗料組成物、製得之光學膜及具有光學膜的顯示裝置。

透明基材(如玻璃、塑料等)是人們日常生活、工作和生產中不可缺的材料。例如，在透明基材的表面貼附光學薄膜以提供所需的光學用途，或者在透明基材的表面貼附含有一黏著層的光學薄膜，可兼具光學作用以及防止玻璃破碎後飛濺傷人的防爆功能。但透明基材於使用過程中因高溫高濕環境中的水氣滲入造成基材表面，而常常會產生結霧/白霧現象，造成基材的透光率降低而影響視線，給人們的生活帶來不便，甚至會發生危險。

本發明的一些實施例係揭示一種防霧塗料組成物，包括兩種不同的第一(甲基)丙烯酸單體和第二(甲基)丙烯酸單體，在25℃溫度下的黏度皆分別小於65 cps，且在20℃溫度下的表面張力皆分別在36達因/公分(dyne/cm)~42達因/公分(dyne/cm)之間的範圍，其中所述第一(甲基)丙烯酸單體和所述第二(甲基)丙烯酸單體係以相同的重量百分比等比例(1:1)混合；以及第三(甲基)丙烯酸單體，其在25℃溫度下的黏度為90 cps ~500 cps之間，且在20℃溫度下的表面張力為36達因/公分~42達因/公分之間。實施例的防霧塗料組成物還包括脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物。

本發明的一些實施例係揭示一種光學膜，包括一基層膜以及形成於基層膜上的一防霧塗層，其中此防霧塗層係以硬化前述之防霧塗料組成物而形成。

本發明的一些實施例係揭示一種顯示裝置，包括一顯示模組、設置於顯示模組上方的一觸控模組以及前述之光學膜，其中光學膜係設置於觸控模組上方、或者設置於觸控模組與顯示模組之間。

為了防止基材的表面結霧，通常有兩種方法。第一種方法是消除水氣或溫差，雖然消除空氣中的水氣比較困難，但通過升溫方式，例如電源加熱或紅外線輻射，而使基材的表面溫度始終高於水氣的露點，然而這些升溫方式造價昂貴且消耗能源。第二種方法是改變基材表面的潤濕性，例如使基材表面具親水性或是疏水性。當基材表面具親水性時，可降低基材表面對水的接觸角，使凝聚在表面的小水滴不會形成微小的水珠，而是在表面鋪展形成薄膜，減少光線的漫射，從而保證了材料的透明度。另外，若是在材料表面塗布一層疏水性物質以改善表面的濕潤狀態時，將使接觸角增大，水氣冷凝生成的小水珠不能吸附在基材上，而是形成水滴，水滴在其自身重力的作用下滑落，而可達到防霧目的。

然而，親水性防霧塗料由於性質較為柔軟，而使其防霧效果的時效性偏低。再者，防霧產品在日常使用過程中，必要的去污擦拭是不可避免的，但親水性加工出來的即時防霧產品都不耐擦，只能做為臨時性的應急防霧手段使用。而目前的疏水性防霧塗料並沒有防爆效果。

本揭露內容之實施例中，係提出防霧塗料組成物、使用防霧塗料組成物的光學膜以及使用光學膜的顯示裝置。實施例之光學膜可為防爆膜。實施例的防霧塗料組成物包含疏水性佳的(甲基)丙烯酸單體以及耐水性佳的多官能性(甲基)丙烯酸單體，可以使形成的膜層表面具有疏水性質，增加水分子和膜層表面的接觸角，避免水汽在膜層表面停留，從而達到防霧或防水的目的。再者，實施例的防霧塗料組成物可以使形成的光學膜層同時具有防爆膜需要的耐刮傷及耐擦傷等特性。因此，本揭露的實施例可以有效延長防霧塗料的時效性，使形成的光學膜 (具有防爆效果)的表面不但具有疏水性而達到防霧和防水的效果，亦具有優異的耐水性和耐刮性。

以下係提出各種實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本揭露欲保護之範圍，本揭露仍可採用其他特徵、元件、方法及參數來加以實施。實施例的提出，僅係用以例示本揭露的技術特徵，並非用以限定本揭露的申請專利範圍。該技術領域中具有通常知識者，將可根據以下說明書的描述，在不脫離本揭露的精神範圍內，作均等的修飾與變化。再者，本文中所述之(甲基)丙烯酸單體，如習知技藝者所知，係指丙烯酸單體或甲基丙烯酸單體。

本揭露的一些實施例是關於一種防霧塗料組成物。此種防霧塗料組成物包含疏水性佳的兩種不同的第一(甲基)丙烯酸單體和第二(甲基)丙烯酸單體，其中第一和第二(甲基)丙烯酸單體在25℃溫度下的黏度皆小於65 cps，且在20℃溫度下的表面張力皆分別在36達因/公分(dyne/cm)~42達因/公分(dyne/cm)之間的範圍，並以相同的重量百分比等比例(即1:1)混合。在一些實施例中，防霧塗料組成物更包含耐水性佳的多官能性的第三(甲基)丙烯酸單體，其在25℃溫度下的黏度為90 cps ~500 cps之間，且在20℃溫度下的表面張力亦為36達因/公分~42達因/公分之間。在一些實施例中，防霧塗料組成物更包含單官能性或多官能性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物，使防霧塗料組成物成膜後具有耐磨性與防刮性，以及良好的耐水性。

根據本揭露內容的一些實施例，所述第一和第二(甲基)丙烯酸單體具有低的疏水參數，其良好的疏水性使得形成的膜層表面具有優異的疏水性質，以增加水分子和膜層表面的接觸角，避免水汽在膜層表面停留。一些實施例中，所述第一(甲基)丙烯酸單體的疏水參數(XlogP)和所述第二(甲基)丙烯酸單體的疏水參數(XlogP)的總和的1/2係小於1.6。

再者，一些實施例中，所述第三(甲基)丙烯酸單體的疏水參數(XlogP)係小於2.5，以更增強防霧塗料組成物成膜的疏水性。

根據本揭露內容的一些實施例，以所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸單體以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的總重量為100wt%，所述第一(甲基)丙烯酸單體和所述第二(甲基)丙烯酸單體的含量係為40wt%~60wt%。

根據本揭露內容的一些實施例，以所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸單體以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的總重量為100wt%，所述第三(甲基)丙烯酸單體的含量係為20wt%~30wt%。

再者，防霧塗料組成物可以包含一種或多種的多官能性(甲基)丙烯酸單體。例如，在一些實施例中，防霧塗料組成物更包括與第三(甲基)丙烯酸單體不同的第四(甲基)丙烯酸單體，其中第四(甲基)丙烯酸單體在25℃溫度下的黏度為90 cps~500 cps之間，且在20℃溫度下的表面張力為36達因/公分~42達因/公分之間。再者，所述第三(甲基)丙烯酸單體和所述第四(甲基)丙烯酸單體係以相同的重量百分比等比例(1:1)混合。若以所述第一、第二和混和後的第三和第四(甲基)丙烯酸單體以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的總重量為100wt%，混和後的所述第三和第四(甲基)丙烯酸單體的總含量係為20wt%~30wt%。

根據本揭露內容之實施例，防霧塗料組成物所包含的兩種不同的第一和第二(甲基)丙烯酸單體具有優異的光學特性，且36~42達因/公分的高表面張力可使組成物具有極佳的疏水性。在一些實施例中，所述第一(甲基)丙烯酸單體和第二(甲基)丙烯酸單體在20℃溫度下的表面張力係分別大於所述第三(甲基)丙烯酸單體在20℃溫度下的表面張力。但本揭露並不以此為限制，20℃溫度下的表面張力在36~42達因/公分之間的第三(甲基)丙烯酸單體，即使其表面張力大於第一、和第二(甲基)丙烯酸單體在20℃溫度下的表面張力，亦可能應用於實施例中。

另外，在一些實施例中，防霧塗料組成物所包含的所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸單體任一種的折射率在1.46~1.51之間，使得形成的膜層可具有高的光穿透率。例如，包含實施例之防霧塗料組成物所形成的光學膜具有88%以上的光穿透率。

在一些實施例中，所述第一、第二(甲基)丙烯酸單體係為2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-PEA)、二乙二醇丙烯酸酯以及(3)乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO₃ TMPTA)中的任兩種；其中TMPTA前面的(3)表示環氧乙烷(EO)數為3。再者，優選以二乙二醇丙烯酸酯(在後文表3中簡單表示為A-1)和(3)乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO₃ TMPTA)(在後文表3中簡單表示為A-2)進行等比例的調配(1:1混合)。

根據本揭露內容之實施例，防霧塗料組成物所包含的第三(甲基)丙烯酸單體具有優異的光學特性和耐水性，且36~42達因/公分的高表面張力亦可使組成物具有極佳的疏水性。再者，一些實施例的第三(甲基)丙烯酸單體更具有優異的耐候性、耐磨性和高硬度。

在一些實施例的防霧塗料組成物中，所包含的第三(甲基)丙烯酸單體在25℃溫度下的黏度係大於第一和第二(甲基)丙烯酸單體任一種在25℃溫度下的黏度。第三(甲基)丙烯酸單體的官能基數目越多，黏度越高。而黏度越高，所形成的光學膜的硬度也越高但黏度太高也會影響成膜後的整體厚度，因此第三(甲基)丙烯酸單體在25℃溫度下的黏度不超過500cps。

在一些實施例中，所述第三和/或第四(甲基)丙烯酸單體係為季戊四醇四丙烯酸酯、(3)丙氧化丙三醇三丙烯酸酯(GPTA)以及(10)乙氧化双酚A二丙烯酸酯(EO₁₀ BPADA)中的任一種或其中兩種。其中GPTA前面的(3)表示環氧乙烷(EO)數為3，BPADA前面的(10)表示環氧乙烷(EO)數為10。再者，於後文表3中係將(3)丙氧化丙三醇三丙烯酸酯簡單表示為A-3，將(10)乙氧化双酚A二丙烯酸酯(EO₁₀ BPADA)簡單表示為A-4，並且以防霧塗料組成物包含A-3或A-4、或等比例的A-3及A-4，以做為本揭露之其中幾組示範性(非限制性)的實施例。

具體而言，因實施例之防霧塗料組成物所包含的第一、第二、第三(甲基)丙烯酸單體(表面張力皆在36~42達因/公分之間)具有優異的疏水性，使得防霧塗料組成物形成膜層後其表面呈現疏水化，且組成物中疏水基團因子與水分子相互排斥，增大水分子和膜層表面的接觸角，使水汽在膜層表面逐漸凝結成一個個具有很大接觸角的水滴而難以在膜層表面停留，會不斷自動滑落(即產生”荷花效應”)，從而達到防霧或防水的效果。再者，一些實施例之所述第三(甲基)丙烯酸單體(和/或第四(甲基)丙烯酸單體)具有高硬度、優異的耐候性和耐磨性(例如耐刮傷及耐擦傷等特性)，即使在日常使用過程中對形成膜層進行多次的一般性去污擦拭，都不易在膜層表面上造成刮痕，具有良好的耐擦性。

因此，根據本揭露實施例提出的組成物可以有效延長防霧塗料的時效性，使形成的光學膜(例如做為防爆膜)表面不但具有疏水性而達到防霧防水的效果，亦具有防爆膜所需求的足夠硬度、優異的耐候性和耐磨性，例如耐刮傷及耐擦傷的特性。

本揭露實施例之防霧塗料組成物還可包含其他化合物，以更增進組成物的防霧及/或耐磨防刮的特性。例如，在一些實施例中，防霧塗料組成物更包含單官能性或多官能性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物。其中優選地(但非限制性地)包含多官能性疏水脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物。單官能性或多官能性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物具有優異的光學特性，且可使防霧塗料組成物成膜後具有耐磨性與防刮性，以及良好的耐水性。在一些實施例中，脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的含量係為(甲基)丙烯酸單體與寡聚合物(例如所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸單體以及脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物)的總重量的20wt%~30wt%。

另外，在一些實施例中，防霧塗料組成物所包含的單官能性或多官能性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的折射率係大於等於1.48，並具不黃變特性，使得形成的膜層可具有高的光穿透率。例如，包含實施例之防霧塗料組成物所形成的光學膜具有88%以上的光穿透率。

根據本揭露內容之一些實施例，防霧塗料組成物係為光硬化之組成物，因此，防霧塗料組成物還包含光起始劑。當防霧塗料組成物受到紫外光照射，引發光起始劑產生自由基或陽離子反應基。這些具有高度反應性的自由基或陽離子基係與組成物中所包含的例如壓克力單體或環氧基單體以及/或相對應的寡聚物進行鏈延長反應。由於自由基反應或陽離子基反應的反應性非常快，在很短的時間(例如幾秒至幾分鐘)內反應物就完成反應，而形成具有功能性之高分子聚合物，例如實施例之具有防霧效果的光學膜。

在一些實施例中，防霧塗料組成物所包含的光起始劑係為(甲基)丙烯酸單體與寡聚合物(例如所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸單體以及脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物)的總重量的5wt%。在一些實施例中，光起始劑包括有機過氧化物、偶氮化合物或前述之組合，以引發防霧塗料組成物進行紫外線硬化反應，而形成具有防霧效果的光學膜。其中，組成物所包含的光起始劑又以芳香族羰基化合物，例如苯基酮系化合物，具有更佳效果。

在一些實施例中，係以苯基酮系化合物做為添加至組成物中的光起始劑，例如，1-羥基環己基苯基酮、1,2-二苯基乙二酮(Benzil)、二苯甲酮（Benzophenone）、安息香(Benzoin)、前述之醚類衍生物、或前述之組合。在一些示例(如文後試驗的實施例和比較例)中，係以1-羥基環己基苯基酮(商品名IRGACURE 184，購自巴斯夫BASF)做為光起始劑。

根據本揭露之實施例，防霧塗料組成物還可包含其他添加劑，例如具有聚醚改性丙烯酸官能基的添加劑。在一些實施例中，添加劑的含量為(甲基)丙烯酸單體與寡聚合物(例如所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸單體以及脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物)的總重量的0.05wt%~1wt%。聚醚改性丙烯酸官能基可以促使有機聚合物與無機礦物表面的結合，使得此組成物於成膜(例如形成具有防霧效果的光學膜)後在長期使用下仍保有其強度，具有足夠的硬度，進而延長膜層在應用產品上的使用壽命。在一些實施例中，添加劑為具有聚醚改性丙烯酸官能基的有機聚二甲基硅氧烷。

根據本揭露之實施例，更提出一種光學膜，至少包括一基層膜以及形成於基層膜上的一防霧塗層，其中此防霧塗層係以硬化如上述實施例的防霧塗料組成物而形成。例如，以紫外光對塗布在基層膜上的防霧塗料組成物進行照射，使其包含的成分產生光硬化反應，而快速在基層膜上形成防霧塗層。在一些實施例中，防霧塗層係具有大於3H的鉛筆硬度。實施例之防霧塗層亦具有防爆效果。

另外，為便於暫時存放光學膜以及進行後續光學膜與應用產品(例如顯示裝置)之間的貼合，可在上述實施例所提出的光學膜的上下側設置其他膜層，例如保護膜、黏著層和離型膜等，以形成一種複合膜層結構。第1圖是包含本揭露一些實施例之光學膜的一種複合膜層結構的剖面示意圖。如第1圖所示，複合膜層結構10包括一基層膜100以及形成於基層膜100之第一表面101上的一防霧塗層120，而構成如前述實施例所提出的光學膜F1。

實施例的基層膜100例如是一種軟性透明基材或透明光學膜。在一些實施例中，基層膜的材質為聚對苯二甲酸乙二醇酯 (Polyethylene Terephthalate，PET)、三醋酸纖維素 (Triacetate Cellulose ，TAC)、環烯烴聚合物(cyclo olefin polymer，COP)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、環氧丙烷(PO)、共擠壓定向聚丙烯(oriented polypropylene；OPP)或其組合等材料。由於軟性透明基材或透明光學膜上受到高溫高濕環境中的水氣滲入而會在基材表面產生白霧，因此如果在基層膜100上塗佈和硬化形成一層實施例的防霧塗層120，可使光學膜F1達到防霧的目的。在一些實施例中，防霧塗層120的厚度為20µm~40µm，其中優選的為25µm~30µm。形成實施例的防霧塗層120所需製備的防霧塗料組成物之內容及其成膜方式則已說明如上，在此不重複敘述。

再參照第1圖，複合膜層結構10更包括形成於基層膜100的第二表面102(相對於第一表面101)上的黏著層140、形成於防霧塗層120的表面121上的表面保護膜160以及形成於黏著層140的表面142上的離型膜180。黏著層140例如是感壓膠(pressure sensitive adhesive，PSA)或是其他合適的黏著材料。表面保護膜160則防止粉塵沾染防霧塗層120，以及避免儲存或輸送時造成防霧塗層120的損傷，當光學膜與應用產品完成設置後，亦可移除表面保護膜160。離型膜180則覆蓋黏著層140以防止不同複合膜層結構10之間的沾黏，當光學膜與應用產品(例如顯示裝置)欲進行貼合時再行移除。

實施例之光學膜可以設置於應用產品上方或設置於應用產品的內部，視應用需求而可對設置位置進行適當調整。以下係以設置光學膜於應用產品上方做示例說明。

第2圖是根據本揭露一些實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。如第2圖所示，顯示裝置30包括一觸控顯示單元20以及設置於觸控顯示單元20上的複合膜層結構10’。其中，複合膜層結構10’包含如上述之基層膜100、防霧塗層120以及黏著層140。實施例的光學膜F1(即基層膜100及防霧塗層120)透過黏著層140而貼附於觸控顯示單元20上。

在一些實施例中，觸控顯示單元20例如包含顯示模組200、偏光板201(圖式繪製上偏光板而省略下偏光板)、位於偏光板201上方的一或多個光學膜層203、位於偏光板201的頂面四周並使光學膜層203與偏光板201之間形成空氣層L_A 的框膠205、以及位於光學膜層203上方的觸控模組207，其中觸控模組207例如以一黏著層L_G 貼附於光學膜層203上。當然，實施例的光學膜F1亦可設置在其他態樣的應用產品上，包括可設置在與觸控顯示單元20不同結構態樣的其他觸控顯示單元的上方或內部，本揭露對此並不多做限制。

根據本揭露所提出的防霧塗料組成物所製得的光學膜，其表面具有疏水性而具有防霧和防水的功能，且具有足夠硬度、優異的耐候性和耐磨性，克服了目前市售的防霧膜不耐刮傷及不耐擦傷的困難。而根據本揭露所提出的防霧塗料組成物所製得的光學膜的特性亦適合應用做為一防爆膜。

為了讓本揭露之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數個實施例和比較例說明防霧塗料組成物的製備，將這些例子中的防霧塗料組成物在基材膜上硬化成膜，並對這些硬化膜進行數項檢測，以進行膜材的特性分析與評估。

另外，實施例和比較例中所進行的硬化膜特性分析，其各種檢測方式先簡述如下。於後續分析各個實施例和比較例的檢測結果時將不再重述檢測方式。

一、密著測試：

測試方法係以百格刀在膜層上割取百格後，以3M(#600)膠帶黏在膜層被刻畫的表面上，再快速將膠帶拉離，以進行密著測試。依照膜層被膠帶黏下來的量進行分級。

觀察膜層的表面，若無膜層被膠帶一併黏起，則等級為5B；若有低於5%的少部分的膜層被膠帶一併黏起，則等級為4B；若有5%-15%的膜層被膠帶一併黏起，則等級為3B；若有15%-35%的膜層被膠帶一併黏起，則等級為2B；若有35%-65%的膜層被膠帶一併黏起，則等級為1B；若有大於65%的膜層被膠帶一併黏起，則等級為0B。

二、防霧膜初始特性：

測試方法係以燒杯裝取溫度80℃的熱水，並將硬化膜的防霧面覆蓋在此燒杯上，2分鐘後進行觀察是否形成水膜不起霧。

三、防霧效果耐磨測試

測試方法是以荷重300g的無塵紙沾水磨擦其表面(每分鐘擦拭60次)，共進行10,000次的磨擦。之後以燒杯裝取溫度80℃的熱水，將硬化膜的防霧面覆蓋在燒杯上，2分鐘後觀察是否不起霧。

四、泡水測試：

測試方法是將硬化膜分別以溫度30℃及50℃蒸餾水中浸泡1天後，進行防霧測試，以燒杯裝取溫度80℃ 熱水，將硬化膜的防霧面覆蓋在燒杯上，2分鐘後觀察是否不起霧。

五、低溫試驗：

測試方法是將硬化膜放入溫度-40℃的冰箱內冷凍500小時，取出後觀察膜層的防霧功能，以燒杯裝取80℃熱水，將硬化膜的防霧面覆蓋在燒杯上，2分鐘後觀察是否不起霧。

六、高溫測試：

測試方法是將防霧膜片垂直吊掛，置於溫度85℃且相對濕度為85%的環測機，216小時後取出，以燒杯裝取80℃ 熱水，將硬化膜的防霧面覆蓋在燒杯上，2分鐘後進行觀察，並割取百格後，以3M(#600)膠帶進行密著測試。

七、高溫高濕測試II：

測試方法是將硬化膜垂直吊掛，置於溫度85℃的環測機中，而於240小時後取出，以燒杯裝取80℃熱水，將硬化膜的防霧面覆蓋在燒杯上，2分鐘後觀察是否不起霧，並且割取百格後，以3M(#600)膠帶進行密著測試，觀察是否剝離。

八、穿透霧度

測試方法是以分光儀NDH-5000(波長450nm~500nm)測試硬化膜的穿透率。其中以大於88%的穿透率為佳。

九、落球測試：

測試方法是將測試樣品貼附於8吋玻璃(玻璃厚度0.7mm)，4角架高距離地面高2mm處，球體落下之動能0.66焦耳(J)為測試水準，即使用重量67g鋼球，自高度100cm處垂直自由落下，每片共測試5個點，每個點測試1次，觀察樣品被鋼球砸到時玻璃破裂的情況，並做破裂程度判定。

十、鉛筆硬度測試：

根據JIS K5300-1990規範，先將樣品進行前處理：放在溫度23℃相對溼度30%-50%的防潮箱中24小時。

鉛筆硬度測試。鉛筆硬度測試條件包含選用1200#砂紙以及日本三菱製造(握力，重量500g)的鉛筆。將鉛筆設置在45度，移動速度為0.5mm/秒。測量方法：縱向(Machine Direction，MD)，橫向(Transverse Direction，TD)(5個)。

以表中結果3H、4H、5H 為例，在此鉛筆硬度測試中，依據JIS K5400鉛筆硬度測試方法(塗膜刮破的情況)，所使用的日本三菱製造的鉛筆在五道刮劃試驗中，如果有兩道或兩道以上認為未刮破到樣板的底材或底層塗膜時，則換用前一位鉛筆硬度標號的鉛筆進行同樣試驗，直至選出塗膜被刮破兩道或兩道以上的鉛筆，記下在這個鉛筆硬度標號後一位的硬度標號。

N/5顯示結果(N為OK號); 最終判斷：如果在採樣全角手方向上3/5或更大，則為OK。

十一、耐磨耗測試：

使用800g砝碼壓在面積大小為4cm² 鋼絲絨(#0000)上，對膜層進行磨擦，來回一次算一個循環，一共進行10個循環。結束後判斷膜層表面有無擦傷。

十二、表面張力測試：

使用表面張力儀SIGMA 703D，其方法為利用白金環為感測界面，將白金環浸入液體內慢慢地往上拉，而使得白金環與液體形成一個液柱，最後液面與白金環分離。白金環法即是感測白金環與液體樣品最後分離前的最大值，並將它換算為液體的表面張力值。

表1和表2先列出本揭露其中8個實施例以及20個比較例的防霧塗料組成物中使用成份的相關代號以及相關特性。

表3係列出本揭露其中8個實施例以及20個比較例的防霧塗料組成物所包含的成份比例與重量百分比，表4和表5則列出組成物之相關特性以及列出以上述成膜方式將組成物製得的硬化膜進行多項測試後的測試結果。

表1

代號	成份	結構式
A-1	二乙二醇丙烯酸酯（SR-230，購自SARTOMER）
A-2	乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO3 TMPTA，購自SARTOMER)（SR454）
A-3	丙氧化丙三醇三丙烯酸酯(GPTA)(SR-9020，購自SARTOMER)
A-4	(10)乙氧化双酚A二丙烯酸酯(EO10 BPADA)(SR-580，購自SARTOMER)
A-5	1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)(SR-238，購自SARTOMER)
A-6	(30)乙氧化双酚A二丙烯酸酯(EO30 BPADA)(M2300，購自MIWON)
B	(5)乙氧化甲基丙烯羥乙酯(CD570，購自SARTOMER)
C-1	丙烯酸聚氨酯(CN968，購自SARTOMER)
C-2	脂肪族聚氨酯丙烯酸酯(CN9013，購自SARTOMER)
D	1-羥基環己基苯基酮(IRGACURE 184，購自BASF)
E	聚醚改性丙烯酸官能基-有機聚二甲基硅氧烷添加劑(UV3500，購自BYK)

其中，上述A-1~A-6為疏水性丙烯酸單體，B為親水性丙烯酸單體，C-1及C-2為聚氨酯(甲基)丙烯酸寡聚合物，D為光起始劑，E為其他添加劑。

各個成分的表面張力(mN/m)、黏度(溫度25℃)、玻璃轉移溫度(Tg，℃)、折射率以及可賦予組成物的相關特性描述，係列於表2。 表2

代號	表面張力(mN/m)	黏度(cps，25℃)	玻璃轉移溫度(℃)	折射率	疏水參數(XlogP)	特性描述
A-1	38.2	12	100	1.463	1	低揮發性、 高沸點
A-2	39.6	60	-40	1.471	2.2	良好的附著力、高反應性
A-3	36.1	95	18	1.462	2.4	耐候性、快速固化、耐磨性
A-4	42	410	-1	1.516	1.6	良好的附著力、高硬度
A-5	35.7	9	43	1.456	2.6	快速固化、高反應性
A-6	44.3	680	-57	1.493	1.6	良好抗撓性
B	38.2	51	-15	1.453	0.5	增強親水性
C-1		18,000	145	1.486		低黏度、耐刮性、快速固化
C-2	37	10,000 (60℃)	102	1.4982		耐磨性、耐刮性、快速固化
D						短波長光起始劑
E						帶有不飽和雙鍵。具有高滑度

表3列出實施例以及比較例的防霧塗料組成物所包含的成份比例與重量百分比。其中係以單體材料(例如丙烯酸單體)及寡聚物的添加總重量為100%，而成份D和E是額外添加的成分。

表3

	A-1	A-2	A-3	A-4	A-5	A-6	B	C-1	C-2	額外添加
D	E
實施例1	30%	30%	20%	-	-	-	-	-	20%	5%	1%
實施例2	25%	25%	30%	-	-	-	-	-	20%	5%	1%
實施例3	20%	20%	30%	-	-	-	-	-	30%	5%	1%
實施例4	20%	20%	30%	-	-	-	-	-	30%	5%	0.1%
實施例5	30%	30%	-	20%	-	-	-	-	20%	5%	1%
實施例6	20%	20%	-	30%	-	-	-	-	30%	5%	1%
實施例7	30%	30%	10%	10%	-	-	-	-	20%	5%	1%
實施例8	30%	30%	5%	5%	-	-	-	-	30%	5%	1%
比較例1	15%	25%	30%	-	-	-	-	-	30%	5%	1%
比較例2	30.5%	30.5%	19%	-	-	-	-	-	20%	5%	1%
比較例3	19.5%	19.5%	31%	-	-	-	-	-	30%	5%	1%
比較例4	31%	31%	18%	-	-	-	-	-	20%	5%	1%
比較例5	30.5%	30.5%	20%	-	-	-	-	-	19%	5%	1%
比較例6	24.5%	24.5%	20%	-	-	-	-	-	31%	5%	1%
比較例7	30%	30%	-	-	20%	-	-	-	20%	5%	1%
比較例8	20%	20%	-	-	30%	-	-	-	30%	5%	1%
比較例9	30%	30%	-	-	-	20%	-	-	20%	5%	1%
比較例10	20%	20%	-	-	-	30%	-	-	30%	5%	1%
比較例11	20%	20%	-	-	-	-	30%	-	30%	5%	1%
比較例12	20%	20%	30%	-	-	-	-	30%	-	5%	1%
比較例13	30%	30%	20%	-	-	-	-	-	20%	5%
比較例14	30%	30%	20%	-	-	-	-	-	20%	5%	1.1%
比較例15	40%	-	20%	20%	-	-	-	-	20%	5%	1%
比較例16	60%	-	20%	-	-	-	-	-	20%	5%	1%
比較例17	-	40%	20%	20%	-	-	-	-	20%	5%	1%
比較例18	-	60%	20%	-	-	-	-	-	20%	5%	1%
比較例19	30%	-	25%	25%	-	-	-	-	20%	5%	1%
比較例20	-	30%	25%	25%	-	-	-	-	20%	5%	1%

再者，量測各個實施例以及比較例的防霧塗料組成物的表面張力、黏度，以及將組成物依上述成膜方式製得硬化膜的厚度，並進行各硬化膜的密著測試、防霧膜初始特性、防霧效果耐磨測試、泡水測試。結果係整理於表4。

表4

	表面張力 (mN/m)	黏度 (cps，25℃	厚度 (µm)	密著測試	防霧膜初始特性 (形成水膜不起霧)	防霧效果耐磨測試 (10,000次循環，防霧測試不起霧)	泡水測試 (不起霧)
實施例1	36.96	318	22	5B	OK	OK	OK
實施例2	36.68	342	26	5B	OK	OK	OK
實施例3	36.02	428	34	5B	OK	OK	OK
實施例4	36.02	542	38	5B	OK	OK	OK
實施例5	38.14	362	32	5B	OK	OK	OK
實施例6	37.75	598	40	5B	OK	OK	OK
實施例7	36.82	586	40	5B	OK	OK	OK
實施例8	36.88	426	33	5B	OK	OK	OK
比較例1	36.06	358	27	5B	NG	－	－
比較例2	36.99	302	20	4B	OK	OK	OK
比較例3	35.87	868	56	100/100	OK	OK	OK
比較例4	37.01	286	18	3B	OK	NG	OK
比較例5	37.02	308	21	4B	OK	OK	OK
比較例6	36.22	442	35	5B	OK	OK	OK
比較例7	36.88	258	16	4B	NG	NG	NG
比較例8	35.82	362	32	3B	NG	NG	NG
比較例9	38.6	332	25	1B	OK	NG	OK
比較例10	38.48	838	55	0B	OK	NG	NG
比較例11	35.92	726	46	0B	膜面白霧	－	－
比較例12	37.19	580	38	5B	NG	NG	NG
比較例13	36.96	320	22	4B	OK	OK	OK
比較例14	36.96	322	22	5B	OK	OK	OK
比較例15	35.82	850	55	4B	OK	OK	OK
比較例16	32.48	280	20	0B	OK	NG	NG
比較例17	37.12	1024	68	3B~4B	OK	OK	OK
比較例18	39.22	302	25	3B	OK	OK	OK
比較例19	37.7	686	45	3B~4B	－	－	－
比較例20	36.26	772	48	3B~4B	－	－	－

根據表4之結果，實施例的防霧塗料組成物在溫度25℃下的黏度皆不超出600cps，例如在300cps~600cps之間。以實施例的防霧塗料組成物所製得硬化膜的厚度係在20µm~40µm之間。且實施例的防霧塗料組成物所製得硬化膜在密著測試時，皆無膜層被膠帶一併黏起，屬於5B等級。

另外，實施例的防霧塗料組成物所製得硬化膜覆蓋在裝有溫度80℃熱水的燒杯上經過2分鐘後，皆形成水膜不起霧(防霧膜初始特性)。而在以荷重300g的無塵紙沾水磨擦硬化膜表面10,000次後，將硬化膜覆蓋在裝有溫度80℃熱水的燒杯上經過2分鐘後，亦皆不起霧(防霧效果耐磨測試)。更將硬化膜分別在溫度30℃及50℃蒸餾水中浸泡1天後，將硬化膜覆蓋在裝有溫度80℃熱水的燒杯上2分鐘後，亦皆沒有起霧現象(泡水測試)。因此，實施例的防霧塗料組成物所製得硬化膜確實具有優異的防霧效果，且具有優異的耐擦拭性和耐水性。

再者，亦對依照實施例及比較例的防霧塗料組成物製得之硬化膜進行耐候性測試、穿透度測試、落球測試、鉛筆硬度測試、以及耐磨耗測試。測試結果係整理於表5。

表5

	耐候性測試	穿透度測試	落球測試	鉛筆硬度測試	耐磨耗測試	判定
	85℃ (密著測試後無剝離)，防霧測試後不起霧	-40℃ (密著測試後無剝離)，防霧測試後不起霧	85℃及相對濕度85% (密著測試後無剝離)，防霧測試後不起霧	穿透率 (%)	輕微◎ 中等○ 嚴重△   嚴重玻璃飛濺╳	鉛筆硬度(500g)3H	單位面積荷重 (200g/cm2 )	無異常
實施例1	OK	OK	OK	89.2	◎	3H	A	OK
實施例2	OK	OK	OK	88.8	◎	3H	A	OK
實施例3	OK	OK	OK	88.2	◎	3H~4H	A	OK
實施例4	OK	OK	OK	88.2	◎	3H	A’	OK
實施例5	OK	OK	OK	88.6	◎	3H	A	OK
實施例6	OK	OK	OK	88.4	◎	3H	A	OK
實施例7	OK	OK	OK	88.2	◎	3H	A	OK
實施例8	OK	OK	OK	88.32	◎	3H	A’	OK
比較例1	－	－	－	－	－	－	－	NG
比較例2	NG	NG	NG	89	◎	3H	A	NG
比較例3	OK	OK	OK	86.8	◎	3H	A	NG
比較例4	NG	NG	NG	89.8	◎	2H~3H	A	NG
比較例5	NG	NG	NG	90.2	◎~○	2H	A’	NG
比較例6	OK	OK	OK	85	◎	4H	A	NG
比較例7	NG	NG	NG	88.2	○	2H	A’	NG
比較例8	NG	NG	NG	80.2	○~△	2H	B	NG
比較例9	NG	NG	NG	NG	－	－	－	NG
比較例10	NG	NG	NG	NG	－	－	－	NG
比較例11	－	－	－	－	－	－	－	NG
比較例12	NG	NG	NG	NG	◎	3H	A	NG
比較例13	OK	OK	OK	89.6	◎	2H	A’	NG
比較例14	OK	OK	OK	88.21	◎~○	3H~4H	B	NG
比較例15	OK	OK	OK	87.02	○	3H~4H	B	NG
比較例16	NG	NG	NG	89.21	○~△	2H	B	NG
比較例17	OK	OK	OK	86.21	○~△	2H	B	NG
比較例18	OK	OK	OK	87.28	○~△	2H	B	NG
比較例19	－	－	－	86.88	－	－	－	NG
比較例20	－	－	－	87.02	－	－	－	NG

在上述耐磨耗測試中，使用單位面積荷重200g/cm² 鋼絲絨對膜層進行磨擦，進行10個循環(來回一次為一個循環)後，檢視膜層表面是否出現傷痕，表5中A代表0條傷痕，A'代表1~10條傷痕，B代表11~20條傷痕，C代表 21~30條傷痕，D代表30條以上的傷痕。

綜合而言，上述表4-5係整理出實施例和比較例所製得的膜層的各個測試項目和綜合性判定的結果，其結果顯示依據實施例的防霧塗料組成物所製得的硬化膜通過前述測試；而依據比較例的組成物所製得的膜層無法通過所有測試。例如比較例15-18中，僅使用單體A-1和單體A-2的其中一種，而未以兩種不同單體A-1和A-2以相同的重量百分比等比例(1:1)混合，則落球測試、鉛筆硬度和耐磨耗測試皆未達要求的膜層特性。又例如比較例7-11中，僅使用單體A-1和單體A-2，而未使用單體A-3或A-4，則製得的膜層未通過耐候性測試、落球測試、鉛筆硬度測試以及耐磨耗測試。

再者，根據表5之結果，依實施例的防霧塗料組成物製得的硬化膜不論是在低溫-40℃冷凍下(低溫試驗)或高溫85℃(低溫試驗)下或高溫85℃且濕度85%(高溫高濕測試)下置放超過200小時，之後覆蓋於裝有溫度80℃熱水的燒杯上經過2分鐘後，皆不起霧，並且對該些硬化膜進行密著測試，皆無膜層被膠帶一併黏起剝離。因此，實施例的防霧塗料組成物所製得硬化膜具有優異的耐候性。

再者，實施例的防霧塗料組成物所製得硬化膜皆具有大於88%的穿透率。因此，實施例的防霧塗料組成物應用於透明基材時仍具有良好的穿透度，並不會造成基材的透光率降低而影響產品表現。

另外，實施例的防霧塗料組成物所製得硬化膜在落球測試中沒有破損或是只有相當輕微程度的破裂，而鉛筆硬度測試結果亦皆在3H或3H~4H。再者，使用單位面積荷重200g/cm² 鋼絲絨對膜層進行10個循環(來回一次為一個循環)的磨擦，觀察實施例的防霧塗料組成物所製得硬化膜的膜層表面，並沒有傷痕、或是僅有1-3條傷痕出現(耐磨耗測試)。因此，實施例的硬化膜皆具有足夠的膜層強度和硬度，並具有優異的耐磨耗表現。

綜合而言，本揭露實施例提出的防霧塗料組成物可以有效延長防霧塗料的時效性，使形成的膜層表面不但具有疏水性而達到防霧和防水的效果，亦具有足夠硬度、優異的耐候性和耐磨性(符合例如防爆膜所需求的耐刮傷及耐擦傷等性質)。因此，本揭露之實施例所提出的防霧塗料組成物可同時增進依其製得之膜層的光學和機械性質，於實際應用時可增進產品的表現，例如設置有實施例之光學膜層的產品可同時具有防霧和防爆的效果，極具經濟價值。另外，依據實施例提出的防霧塗料組成物形成硬化的膜層，製法簡易，並不會大幅增加額外的製造成本。

雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、10’:複合膜層結構 100:基層膜 101:第一表面 102:第二表面 120:防霧塗層 140、L_G :黏著層 121、142:表面 160:表面保護膜 180:離型膜 F1:光學膜 20:觸控顯示單元 200:顯示模組 201:偏光板 203:光學膜層 L_A :空氣層 205:框膠 207:觸控模組 30:顯示裝置

第1圖是包含本揭露一些實施例之光學膜的一種複合膜層結構的剖面示意圖。 第2圖是根據本揭露一些實施例的一種顯示裝置的剖面示意圖。

10:複合膜層結構

100:基層膜

101:第一表面

102:第二表面

120:防霧塗層

140:黏著層

121、142:表面

160:表面保護膜

180:離型膜

F1:光學膜

Claims (20)

1. 一種防霧塗料組成物，包括： 兩種不同的第一(甲基)丙烯酸單體和第二(甲基)丙烯酸單體，在25℃溫度下的黏度皆分別小於65 cps，且在20℃溫度下的表面張力皆分別在36達因/公分~42達因/公分之間的範圍，其中所述第一(甲基)丙烯酸單體和所述第二(甲基)丙烯酸單體係以相同的重量百分比等比例(1:1)混合； 第三(甲基)丙烯酸單體，其在25℃溫度下的黏度為90 cps ~500 cps之間，且在20℃溫度下的表面張力為36達因/公分~42達因/公分之間；以及 脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物。
2. 如請求項1所述之防霧塗料組成物，其中所述第一(甲基)丙烯酸單體的疏水參數(XlogP)和所述第二(甲基)丙烯酸單體的疏水參數(XlogP)的總和的1/2係小於1.6；及/或 所述第三(甲基)丙烯酸單體的疏水參數(XlogP)係小於2.5。
3. 如請求項1所述之防霧塗料組成物，其中以所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸單體以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的總重量為100wt%，所述第一(甲基)丙烯酸單體和所述第二(甲基)丙烯酸單體的含量係為40wt%~60wt%；及/或 所述第三(甲基)丙烯酸單體的含量係為20wt%~30wt%。
4. 如請求項1所述之防霧塗料組成物，更包括： 與第三(甲基)丙烯酸單體不同的第四(甲基)丙烯酸單體，所述第四(甲基)丙烯酸單體在25℃溫度下的黏度為90 cps~500 cps之間，且在20℃溫度下的表面張力為36達因/公分~42達因/公分之間。
5. 如請求項4所述之防霧塗料組成物，其中所述第三(甲基)丙烯酸單體和所述第四(甲基)丙烯酸單體係以相同的重量百分比等比例(1:1)混合；及/或 所述第三(甲基)丙烯酸單體或所述第四(甲基)丙烯酸單體係選自季戊四醇四丙烯酸酯、(環氧乙烷數3)丙氧化丙三醇三丙烯酸酯(GPTA以及(環氧乙烷數10)乙氧化双酚A二丙烯酸酯(EO₁₀ BPADA)中的群組。
6. 如請求項1所述之防霧塗料組成物，其中所述第一(甲基)丙烯酸單體和第二(甲基)丙烯酸單體在20℃溫度下的表面張力分別大於所述第三(甲基)丙烯酸單體在20℃溫度下的表面張力。
7. 如請求項1所述之防霧塗料組成物，其中所述第一(甲基)丙烯酸單體、所述第二(甲基)丙烯酸單體和所述第三(甲基)丙烯酸單體任一種的折射率在1.46~1.51之間。
8. 如請求項1所述之防霧塗料組成物，其中以所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸單體以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的總重量為100wt%，所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的含量係為20wt%~30wt%。
9. 如請求項8所述之防霧塗料組成物，其中所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物係為單官能性或多官能性脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物，其折射率在1.46~1.51之間。
10. 如請求項1所述之防霧塗料組成物，其中所述第一(甲基)丙烯酸單體和所述第二(甲基)丙烯酸單體係選自2-苯氧基乙基丙烯酸酯(2-PEA)、二乙二醇丙烯酸酯以及(環氧乙烷數3)乙氧化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(EO₃ TMPTA)中的任兩種。
11. 如請求項1所述之防霧塗料組成物，更包括： 光起始劑，為所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸單體以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的總重量的5wt%，所述光起始劑包括有機過氧化物、偶氮化合物或前述之組合。
12. 如請求項11所述之防霧塗料組成物，其中所述光起始劑包括芳香族羰基化合物或苯基酮系化合物。
13. 如請求項11所述之防霧塗料組成物，其中所述光起始劑係為1-羥基環己基苯基酮、1,2-二苯基乙二酮(Benzil)、二苯甲酮（Benzophenone）、安息香(Benzoin)、前述之醚類衍生物、或前述之組合。
14. 如請求項1所述之防霧塗料組成物，更包括： 添加劑，其含量為所述第一、第二和第三(甲基)丙烯酸單體以及所述脂肪族聚氨酯丙烯酸酯寡聚合物的總重量的0.05wt%~1wt%，且所述添加劑具有聚醚改性丙烯酸官能基。
15. 如請求項14所述之防霧塗料組成物，其中所述添加劑為具有所述聚醚改性丙烯酸官能基的有機聚二甲基矽氧烷。
16. 一種光學膜，包括： 一基層膜；以及 一防霧塗層，形成於該基層膜上，其中該防霧塗層係以硬化如請求項1~15中任一項所述之防霧塗料組成物而形成。
17. 如請求項16所述之光學膜，其中該防霧塗層具有大於3H的鉛筆硬度；及/或 該防霧塗層的厚度為20µm~40µm。
18. 如請求項16所述之光學膜，係具有大於88%的光穿透率。
19. 如請求項16所述之光學膜，其中該基層膜係為一軟性透明光學膜。
20. 一種顯示裝置，包括： 一顯示模組； 一觸控模組，設置於該顯示模組的上方；以及 如申請專利範圍第16~19項中任一項所述之光學膜，設置於該觸控模組上方、或者設置於該觸控模組與該顯示模組之間。

Images