專利名稱：硬化樹脂層的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硬化樹脂層的形成方法，特別是涉及一種可供用于顯示器的硬化樹脂層的形成方法。
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于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，卻會伴隨樹脂層硬化收縮而發(fā)生硬化樹脂層翹曲的現(xiàn)象。
一般所形成的硬化樹脂層的厚度約為10微米時，因硬化樹脂層會發(fā)生卷曲及層間剝離的情形，使得硬化樹脂層的鉛筆硬度是約為3H，不及玻璃的鉛筆硬度9H。
另外，為提升硬化樹脂層的硬度，可再增加硬化樹脂層的厚度。然而，當(dāng)硬化樹脂層的厚度增加至約為30微米時，硬化樹脂層翹曲問題將亦驅(qū)嚴(yán)重。因此，為改善硬化樹脂層的翹曲問題，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層可改善翹曲現(xiàn)象。然而，利用此方法所形成的硬化樹脂層的鉛筆硬度只達(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)有的硬化樹脂層的形成方法在方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決現(xiàn)有的硬化樹脂層的形成方法存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般方法又沒有適切的方法能夠解決上述問題，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)一種新的硬化樹脂層的形成方法，使其能改善硬化樹脂層的翹曲問題，并同時提升硬化樹脂層的硬度并兼顧降低硬化樹脂層的制程復(fù)雜度，便成了當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的硬化樹脂層的形成方法存在的缺陷，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(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的硬化樹脂層的形成方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的硬化樹脂層的形成方法，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作及改進(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)有的硬化樹脂層的形成方法存在的缺陷，而提供一種新的硬化樹脂層的形成方法，所要解決的技術(shù)問題是使其藉由一次涂布方式來形成，以簡化制程的復(fù)雜度。另外，藉由熱處理硬化樹脂層，以改善硬化樹脂層的翹曲程度，并進(jìn)而提高硬化樹脂層的密著性，從而更加適于實用。
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層的形成方法，其至少包含涂布一樹脂材料于一基材之上，以形成一樹脂層，該樹脂材料包含一光固化樹脂；對該樹脂層進(jìn)行一紫外光照射步驟，以形成一硬化樹脂層；以及熱處理該硬化樹脂層。
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)。
前述的硬化樹脂層的形成方法，其中所述的樹脂層中具有復(fù)數(shù)個微米粒子及納米粒子。
前述的硬化樹脂層的形成方法，其中所述的微米粒子的材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚碳酸酯。
前述的硬化樹脂層的形成方法，其中所述的納米粒子的材料為氧化硅、氧化鈦或氧化鋁。
前述的硬化樹脂層的形成方法，其中所述的紫外光照射步驟所用的紫外光的波長小于400納米。
前述的硬化樹脂層的形成方法，其中所述的紫外光照射步驟所用的紫外光的強(qiáng)度約為1.0-1.4瓦/平方公分。
前述的硬化樹脂層的形成方法，其中所述的紫外光照射步驟包含第一紫外光照射步驟；以及第二紫外光照射步驟。
前述的硬化樹脂層的形成方法，其中所述的第一紫外光照射步驟與該第二紫外光照射步驟所用的紫外光強(qiáng)度分別約為0.6-1.0瓦/平方公分。
前述的硬化樹脂層的形成方法，其中所述的熱處理步驟的溫度約為80-110℃，該熱處理步驟的時間約為3-10分鐘。
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層的形成方法，其包含于基材之上涂布樹脂材料，以形成樹脂層。接著，以紫外光照射樹脂層，使樹脂層進(jìn)行交聯(lián)硬化后而形成硬化樹脂層。最后，在適當(dāng)溫度下讓硬化樹脂層進(jìn)行熱處理，將可明顯的抑制薄膜翹曲。
依據(jù)本發(fā)明一較佳實施例，上述的樹脂的材料可進(jìn)一步包含有機(jī)或無機(jī)微粒。
依據(jù)本發(fā)明另一較佳實施例，上述的紫外光可調(diào)整其強(qiáng)度與劑量，以一次或分成多次來照射樹脂層。
依據(jù)本發(fā)明又一較佳實施例，上述的熱處理的溫度約為80-110℃，熱處理步驟的時間約為3-10分鐘。
經(jīng)由上述可知，本發(fā)明是有關(guān)于一種硬化樹脂層的形成方法。其是先將樹脂材料涂布于基材之上，以形成樹脂層。接著，以紫外光照射上述的樹脂層，以形成硬化樹脂層。最后，經(jīng)熱處理硬化樹脂層，而增加硬化樹脂層的硬度，且改善硬化樹脂層的翹曲現(xiàn)象。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明硬化樹脂層的形成方法至少具有下列優(yōu)點本發(fā)明的硬化樹脂層結(jié)構(gòu)簡單且制程容易。另外，此硬化樹脂層更可通過多次紫外光照射以提高其硬度。再者，硬化樹脂層經(jīng)由熱處理之后，不但可解決其翹曲的問題，且使其鉛筆硬度可高達(dá)4-8H，亦即接近玻璃的鉛筆硬度，并進(jìn)而提升硬化樹脂層的耐摩擦性。因此，此硬化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，其不論在制造方法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)有的硬化樹脂層的形成方法具有增進(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1A是繪示依照本發(fā)明一較佳實施例的一種硬化樹脂層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1B是繪示依照本發(fā)明另一較佳實施例的一種硬化樹脂層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是繪示依照本發(fā)明一較佳實施例的一種硬化樹脂層的形成方法流程圖。
圖3是繪示依照本發(fā)明的另一較佳實施例的一種硬化樹脂層的形成方法流程圖。
110基材120硬化樹脂層130微米粒子140納米粒子150樹脂210步驟220、230、310、320、325、330步驟具體實施方式
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)明提出的硬化樹脂層的形成方法其具體實施方式
、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
實施例一請同時參閱圖1A及圖2所示，圖1A是繪示依照本發(fā)明的一較佳實施例的一種硬化樹脂層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是繪示依照本發(fā)明的第一較佳實施例的一種硬化樹脂層的形成方法流程圖。
首先，在步驟210中，于基材110的上涂布樹脂材料，以形成樹脂層。
接著，在步驟220中，以紫外光照射樹脂層，樹脂層產(chǎn)生交聯(lián)硬化反應(yīng)，而形成硬化樹脂層120。在本發(fā)明的較佳實施例中，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。紫外光的強(qiáng)度是約為1.0-1.4瓦/平方公分，劑量是約為0.20-1.5焦耳/平方公分。由于樹脂交聯(lián)硬化的反應(yīng)過程快速，時間約為1-2秒，會使樹脂層因瞬間收縮而造成應(yīng)力集中的現(xiàn)象，而使硬化樹脂層發(fā)生翹曲現(xiàn)象，為了釋放其在紫外光照射步驟中所累積的應(yīng)力，在紫外光照射步驟220后，進(jìn)行熱處理230步驟。
在步驟230中，將硬化樹脂層120與基材110，置于一具有適當(dāng)溫度的裝置中，維持一適當(dāng)時間，進(jìn)行熱處理，藉以解決硬化樹脂層120的翹曲情形。同時，熱處理亦可提高硬化樹脂層120與基材110之間的密著性。熱處理步驟230的適當(dāng)溫度約為80-110℃，熱處理步驟230的適當(dāng)時間約為3-10分鐘。利用上述的方法所形成的硬化樹脂層120，其鉛筆硬度可達(dá)4-6H。
另外，在此較佳實施例中，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 EthyleneTerephthalate；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)。樹脂層的涂布厚度是約為10-35微米。
請參閱圖1B所示，其是繪示依照本發(fā)明另一較佳實施例的一種硬化樹脂層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在第1B圖中，是在樹脂層中添加一些硬度較高的微米粒子130及納米粒子140，藉以提高硬化樹脂層120的硬度。含有微米粒子130與納米粒子140的硬化樹脂層120的鉛筆硬度是約為4-8H。
由于微米粒子130及納米粒子140會受到重力作用，而會在硬化樹脂層120中往下沉降。因此，微米粒子130及納米粒子140的材料可選擇具有較適合的粒子沉降速度的材料，使得粒子可均勻分布在硬化樹脂層120中。
上述微米粒子130的粒徑范圍約為1-20μm，其材料較佳為有機(jī)材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(Poly methyl methacrylate；PMMA)、聚苯乙烯(Polystyrene；PS)或聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)。上述的納米粒子的粒徑范圍為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。
實施例二請參閱圖3所示，其是繪示依照本發(fā)明的另一較佳實施例的一種硬化樹脂層的形成方法流程圖。在實施例二中，主要是將實施例一的紫外光照射步驟，(步驟220)分成兩次紫外光照射步驟(步驟320、325)來進(jìn)行。由于樹脂材料、微米粒子130與納米微粒140與前述實施例一相同，因此不再贅述，以下僅就步驟320、325來詳加討論。在步驟320中，對樹脂層進(jìn)行第一紫外光照射。然后，在步驟325中，對樹脂層進(jìn)行第二紫外光照射，以使其硬化形成硬化樹脂層120。對樹脂層220進(jìn)行兩次紫外光照射時，各次所使用的紫外光強(qiáng)度是較實施例一只進(jìn)行一次紫外光照射的方法中所使用的紫外光強(qiáng)度小。另外，進(jìn)行兩次紫外光照射時，所使用的紫外光總劑量是較前述只進(jìn)行一次紫外光照射的方法中所使用的紫外光劑量大。
當(dāng)紫外光分兩次照射樹脂層且紫外光的強(qiáng)度降低時，樹脂層所接受的紫外光總劑量增加，亦即產(chǎn)生交聯(lián)硬化反應(yīng)的時間會延長。如此一來，可進(jìn)一步增加硬化樹脂層120的硬度。在本發(fā)明的較佳實施例中，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。第一紫外光的強(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。第二紫外光的強(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。
若硬化樹脂層120的結(jié)構(gòu)如圖1A所示，亦即不含有微米粒子與納米粒子，則使用實施例二所形成的硬化樹脂層120，其鉛筆硬度可達(dá)4-6H。若硬化樹脂層120的結(jié)構(gòu)如圖1B所示，亦即其內(nèi)摻有微米粒子130與納米粒子140，則使用實施例二所成的硬化樹脂層120，其鉛筆硬度可達(dá)4-8H。
測試實例下面將以測試實例更詳細(xì)地說明上述的較佳實施例。測試實例所用的樹脂材料列在表一中。此測試實例中皆有添加微米粒子及納米粒子于所使用的樹脂材料中。而測試實例的形成條件，如基材材料、樹脂材料的涂布厚度、紫外光強(qiáng)度、紫外光劑量、熱處理溫度及熱處理時間等信息則列在表二中，以分別比較樹脂硬化方法1(測試實施例1)、樹脂硬化方法2(測試實施例2)及習(xí)知方法(比較例)的測試結(jié)果。
表一樹脂材料的組成

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.I nc.)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OG-502產(chǎn)品。
表二硬化涂層的形成條件


如表二所示，測試實例一是以紫外光照射樹脂層一次，紫外光的強(qiáng)度是約為1.21瓦/平方公分，劑量是約為0.28焦耳/平方公分。接著，熱處理硬化涂層，熱處理的溫度是約為100℃，熱處理的時間是約為5分鐘。
測試實例二是以第一紫外光照射樹脂層，第一紫外光的強(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。再以第二紫外光照射樹脂層，第二紫外光的強(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。接著，熱處理硬化涂層，熱處理的溫度是約為100℃，熱處理的時間是約為5分鐘。
比較例是以紫外光照射樹脂層一次，紫外光的強(qiáng)度是約為1.21瓦/平方公分，劑量是約為0.28焦耳/平方公分。但此比較例不經(jīng)熱處理硬化涂層。
在完成上述測試之后，進(jìn)行硬化涂層的鉛筆硬度、耐擦傷性、密著性及翹曲程度的測量。表三所列為測量硬化涂層的鉛筆硬度、耐擦傷性、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。
硬化涂層的翹曲高度的測量是將硬化涂層切為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。
表三硬化涂層的測試結(jié)果的比較

請參考表三，由測試實例一和比較例可知，當(dāng)硬化涂層經(jīng)熱處理，可提高耐擦傷性并提高密著性，以解決硬化涂層的翹曲情形。另外，比較測試實例一和測試實例二可知，當(dāng)硬化涂層經(jīng)由兩次的紫外光照射且再經(jīng)熱處理步驟，可進(jìn)一步提升硬化涂層的鉛筆硬度。同時，硬化涂層具有極佳的耐擦傷性及密著性，并且也解決硬化涂層的翹曲問題。
由上述本發(fā)明較佳實施例可知，本發(fā)明所提供的硬化樹脂層結(jié)構(gòu)簡單，可降低制程的復(fù)雜度。另外，通過改變紫外光的照射強(qiáng)度、劑量及次數(shù)，再經(jīng)熱處理硬化樹脂層，可形成無翹曲的硬化樹脂層，同時亦提高硬化樹脂層的密著性。此外，硬化樹脂層具有較高的鉛筆硬度(4-8H)，使其耐擦傷性亦被提高。因此，此硬化樹脂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
1.一種硬化樹脂層的形成方法，其特征在于其至少包含涂布一樹脂材料于一基材之上，以形成一樹脂層，該樹脂材料包含一光固化樹脂；對該樹脂層進(jìn)行一紫外光照射步驟，以形成一硬化樹脂層；以及熱處理該硬化樹脂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬化樹脂層的形成方法，其特征在于其中該樹脂層中具有復(fù)數(shù)個微米粒子及納米粒子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬化樹脂層的形成方法，其特征在于其中該些微米粒子的材料為聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯或聚碳酸酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硬化樹脂層的形成方法，其特征在于其中該些納米粒子的材料為氧化硅、氧化鈦或氧化鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬化樹脂層的形成方法，其特征在于其中該紫外光照射步驟所用的紫外光的波長是小于400納米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬化樹脂層的形成方法，其特征在于其中該紫外光照射步驟所用的紫外光的強(qiáng)度約為1.0-1.4瓦/平方公分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬化樹脂層的形成方法，其特征在于其中該紫外光照射步驟包含第一紫外光照射步驟；以及第二紫外光照射步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的硬化樹脂層的形成方法，其特征在于其中該第一紫外光照射步驟與該第二紫外光照射步驟所用的紫外光強(qiáng)度分別約為0.6-1.0瓦/平方公分。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬化樹脂層的形成方法，其特征在于其中該熱處理步驟的溫度約為80-110℃，該熱處理步驟的時間約為3-10分鐘。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種硬化樹脂層的形成方法。其是先將樹脂材料涂布于基材之上，以形成樹脂層。接著，以紫外光照射上述的樹脂層，以形成硬化樹脂層。最后，經(jīng)熱處理硬化樹脂層，而增加硬化樹脂層的硬度，且改善硬化樹脂層的翹曲現(xiàn)象。
文檔編號C09D125/06GK101069883SQ20061007919
公開日2007年11月14日 申請日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12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