抗静电光学膜层及其制造方法与流程

本揭露内容是有关于一种光学膜层及其制造方法，特别是关于一种抗静电光学膜层及其制造方法。

背景技术：

以往为了让光学膜具有抗静电性能，通常是在硬涂层或抗反射层的树酯内添加混合具有导电性的微粒子、或是添加导电性高分子来形成透明导电层，而利用此些导电材料或导电层来达到抗静电的效果。

然而，此类型的技术必须根据硬涂层或抗反射层采用不同的树酯成分而对应搭配采用不同的导电材料，一旦选用不适合的导电材料，则会产生分散性不佳、凝聚性不佳或膜层黄化的问题，而且也需要较高的制作成本。因此，开发具有良好抗静电效果的光学膜仍是业界所努力的目标。

技术实现要素：

本揭露内容有关于一种抗静电光学膜层及其制造方法，以解决现有技术必须根据硬涂层或抗反射层采用不同的树酯成分而对应搭配采用不同的导电材料，一旦选用不适合的导电材料，则会产生分散性不佳、凝聚性不佳或膜层黄化的问题。根据实施例的抗静电光学膜层，金属离子结合至树脂层的表面，借由金属离子的导电能力，因而可以不需要额外设置具有抗静电功能的光学膜层，抗静电光学膜层便可具有优良光学特性以及良好的抗静电功能。

根据本揭露内容的一实施例，提出一种抗静电光学膜层。抗静电光学膜层包括一偏光板、一树脂层以及多个金属离子。树脂层设置于偏光板上，金属离子吸附于树脂层的一表面上。

其中，基于该树脂层的重量，该些金属离子的含量为10ppm以上。

其中，该树脂层的该表面具有多个带负电官能基，该些金属离子经由该些带负电官能基吸附于该树脂层的该表面上，且/或该些带负电官能基包括羟基。

其中，该些金属离子为正一价金属离子、正二价金属离子或上述的组合。

其中，该树脂层为紫外线硬化型树脂层。

其中，该抗静电光学膜层的表面阻抗为9*10¹³Ω以下。

根据本揭露内容的另一实施例，提出一种抗静电光学膜层的制造方法。抗静电光学膜层的制造方法包括以下步骤：提供一保护层；设置一树脂层于保护层上；以及对树脂层的一表面进行一碱化处理，使多个金属离子吸附于树脂层的表面上。

其中，抗静电光学膜层的制造方法更包括：

制备一碱液，该碱液为包括该些金属离子及多个阴离子的水溶液；

进行该碱化处理，以该碱液对该树脂层的该表面进行该碱化处理，该些阴离子结合至该树脂层的该表面形成多个带负电官能基，该些金属离子经由该些带负电官能基吸附于该树脂层的该表面上；以及

干燥该树脂层的该表面，该些金属离子形成该金属离子层于该树脂层上。

其中，该碱液中的该些金属离子为正一价金属离子、正二价金属离子或上述的组合，且/或该些带负电官能基包括羟基。

其中，该碱液的浓度为0.1N～8N。

其中，该碱化处理于40℃以上进行，且/或该碱化处理进行5～40秒。

其中，更包含将该树脂层与该保护层贴合于一偏光子薄膜之上以形成一偏光板。

本发明的方案中，金属离子结合至树脂层的表面，借由金属离子的导电能力，因而可以不需要额外设置具有抗静电功能的光学膜，抗静电光学膜层便可具有优良光学特性以及良好的抗静电功能。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1A绘示根据本揭露内容的一实施例的抗静电光学膜层的示意图。

图1B为图1A中A部分的放大图。

图2A～2E绘示根据本揭露内容的一实施例的抗静电光学膜层的制造方法。

其中，附图标记：

10：抗静电光学膜层

110：偏光板

110a、120a：表面

111、115：保护层

113：偏光子薄膜

120：树脂层

130M：金属离子

200：碱液

300：纯水

400：烘箱

具体实施方式

本揭露内容的实施例的抗静电光学膜层中，金属离子结合至树脂层的表面，借由金属离子的导电能力，因而可以不需要额外设置具有抗静电功能的光学膜层，抗静电光学膜层便可具有优良光学特性以及良好的抗静电功能。实施例所提出的组成为举例说明之用，并非对本揭露内容欲保护的范围做限缩。具有通常知识者当可依据实际实施态样的需要对该些组成加以修饰或变化。

图1A绘示根据本揭露内容的一实施例的抗静电光学膜层示意图，图1B为图1A中A部分的放大图。如图1A及图1B所示，抗静电光学膜层10包括一偏光板110、一树脂层120以及多个金属离子130M。树脂层120设置于偏光板110上。

根据本揭露内容的实施例，金属离子130M吸附至树脂层120的表面120a，借由金属离子130M的导电能力，因而可以不需要额外设置具有抗静电功能的光学膜，抗静电光学膜层10便可具有优良光学特性以及良好的抗静电功能。

一些实施例中，抗静电光学膜层10的表面阻抗为9*10¹³Ω以下。

一实施例中，基于树脂层120的重量，金属离子130M的含量为10ppm以上。

一实施例中，基于树脂层120的重量，金属离子130M的含量为25ppm以上。

如图1A及图1B所示，实施例中，树脂层120的表面120a具有多个带负电官能基(negatively charged functional group)，此些金属离子130M经由此些带负电官能基吸附于树脂层120的表面120上。在一实施例中，此些金属离子130M亦可直接吸附于树脂层120的表面120上。

根据本揭露内容的实施例，由于金属离子130M经由离子性键结方式吸附至树脂层120的表面120a上，相较于单纯吸附作用具有相对更稳定的结合性，除非以大量的高温水洗才有可能造成金属离子130M的脱离。更进一步而言，一般面板贴合偏光板工艺中并不会采用高温水洗工艺步骤，因此金属离子130M在工艺中并不会流失。再者，由于金属离子130M经由离子性键结方式吸附至树脂层120的表面120a上，因此金属离子130M对于树脂层120的表面120a的外型轮廓不会造成任何影响或损伤。

如图1A及图1B所示，一些实施例中，带负电官能基可包括羟基(OH group)。

一些实施例中，金属离子130M可以是正一价金属离子、正二价金属离子或上述的组合。

举例而言，一些实施例中，金属离子130M例如是正一价钠离子(Na+)、正一价钾离子(K+)或上述的组合。

实施例中，树脂层120例如是功能性光学膜，例如是硬涂层或抗反射层。

一些实施例中，树脂层120例如是紫外线硬化型树脂层。举例而言，紫外线硬化型树脂层可选自聚苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚乙烯树脂、聚碳酸酯树脂和丙烯-苯乙烯树脂或其组合物所组成的群组的至少其中之一。

实施例中，树脂层120不包括任何导电材料或导电粒子。举例而言，树脂层120不包括导电高分子或导电金属离子；换言之，抗静电光学膜层10的抗静电效果完全来自树脂层120的表面120a的金属离子130M。

实施例中，树脂层120直接接触偏光板110。如图1A及图1B所示，实施例中，树脂层120直接接触偏光板110的表面110a。也就是说，根据本揭露内容的实施例，树脂层120和偏光板110之间并未设置任何导电膜层。换言之，抗静电光学膜层10中并不包括任何具有抗静电效果的其他额外膜层，抗静电光学膜层10的抗静电效果完全来自树脂层120的表面120a的金属离子130M。

更进一步而言，根据本揭露内容的实施例，抗静电光学膜层10中并不需要设置任何具有抗静电效果的其他额外膜层，因而具有整体结构薄化的优点。并且，不需要设置额外的抗静电膜层，因而也就不需要针对该额外的抗静电膜层选择搭配的导电材料跟树脂类型，因而更具有工艺简化的优点。

一些实施例中，偏光板110可包括一吸附有碘并配向的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)偏光子薄膜113以及两个保护层111、115设置于偏光子薄膜113的两侧。

实施例中，保护层111、115的材料例如可选自：纤维素系树脂、丙烯酸系树脂、非结晶性聚烯烃系树脂、聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂及其组合。

纤维素系树脂是指纤维素中部分的羟基被乙酸酯化的树脂，或是一部分被乙酸酯化、一部分被其他酸酯化的混合酯。纤维素系树脂较佳为纤维素酯系树脂，更佳为乙酰基纤维素系树脂，例如三乙酰基纤维素、二乙酰基纤维素、纤维素乙酸酯丙酸酯、纤维素乙酸酯丁酸酯等，被充分酯化的纤维素称三醋酸纤维素(triacetate cellulose，TAC)，具有优异的支撑性、光学均匀性和高透明性，并且耐酸碱及耐紫外线。

实施例的其他树脂简单举例如下，但不限于此，本领域技术人员能依据下列说明所举出的同类树脂，均属本案范畴。丙烯酸系树脂例如由包含甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及丙烯酸甲酯的单官能基单体聚合或共聚合而成。非结晶性聚烯烃系树脂例如环状烯烃单体(共)聚合物(cyclo olefin(co)polymers，COC/COP)，由降冰片烯、环戊二烯、二环戊二烯、四环十二碳烯等开环聚合物，或与烯烃类的共聚合物所构成。聚酯系树脂例如对苯二甲酸乙二酯的聚合物，或是对苯二甲酸乙二酯与其他二羧酸或二醇所形成的共聚物。聚碳酸酯系树脂例如由碳酸与二醇或双酚所形成的聚酯。在一些实施例中，保护层111、115可为聚对苯二甲酸丁二酯(polyethylene terephthalate,PET)或聚乙烯(polyethylene,PE)或聚丙烯(Polypropylene,PP)。

再者，保护层111、115也可含有紫外线吸收剂(例如，二苯基酮化合物或苯并三唑化合物等)或含有塑化剂(例如，苯基磷酸酯化合物或邻苯二甲酸酯化合物等)。此外，也可进一步对上述保护层实行表面处理，例如，抗眩光处理、抗反射处理、硬涂处理、带电防止处理或抗污处理等。

其他实施例中，偏光板110也可包括相位差膜、增亮膜或其他对光学的增益、配向、补偿、转向、直交、扩散、保护、防黏、耐刮、抗眩、反射抑制、高折射率等有所帮助的膜片。

图2A～2E绘示根据本揭露内容的一实施例的抗静电光学膜层的制造方法。本实施例中与前述实施例相同或相似的组件沿用同样或相似的组件标号，且相同或相似组件的相关说明请参考前述，在此不再赘述。

如图2A所示，提供一保护层115以及设置一树脂层120于保护层115上。如图2A所示，树脂层120直接接触保护层115。

接着，如图2B～2D所示，对树脂层120的一表面120a进行一碱化处理，使多个金属离子130M吸附于树脂层120的表面120a上。实施例中，形成金属离子130M于树脂层120上的制造方法包括以下步骤。

图2B所示，制备一碱液200，碱液200为包括金属离子130M及多个阴离子的水溶液。举例而言，一实施例中，碱液200例如是氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钾(KOH)的水溶液，则金属离子130M则是钠离子(Na⁺)或钾离子(K+)，阴离子则是OH^-离子。实施例中，金属离子130M及阴离子均为带电荷的离子，碱液200为水溶液，碱液200不包括任何有机溶液。因此，碱液200对树脂层120的表面120a的高分子材料结构不会造成任何损害。

然后，以碱液200对树脂层120的表面120进行一碱化处理。一些实施例中，例如是将前述的树脂层120与保护层115浸泡至碱液200中。碱化处理之后，阴离子结合至树脂层120的表面120a而形成多个带负电官能基，金属离子130M经由此些带负电官能基吸附于树脂层120的表面120a上。

一些实施例中，碱液200中的金属离子130M例如是正一价金属离子、正二价金属离子或上述的组合。一些实施例中，碱液200中的金属离子130M例如是钠离子、钾离子或上述的组合。

一些实施例中，碱液200中的阴离子及其所形成的带负电官能基例如可包括羟基(OH group)。

一些实施例中，碱液200的浓度为0.1N～8N；较佳的浓度为1N～6N；最佳的浓度为3N～5N。

一些实施例中，碱化处理可以于40℃以上进行，实际会按照不同膜材的状况作调整；一些实施例中，较佳的处理温度为50℃～60℃之间。举例而言，一实施例中，例如是将树脂层120与保护层115浸泡至碱液200中，并且在浸泡过程中加热碱液200至40℃以上。

一些实施例中，碱化处理可以进行5～40秒。更佳的碱处理时间可进行10～30秒；举例而言，一实施例中，例如是将树脂层120与保护层115浸泡至碱液200中，并且在浸泡时间维持5～40秒。

如图2C所示，碱化处理之后，吸附金属离子130M于树脂层120上的步骤更可包括以纯水300清洗树脂层120的表面120a。以纯水300清洗树脂层120的表面120a可以将多余的碱液冲洗移除。

一些实施例中，以纯水300清洗树脂层120的表面120a的时间大约是5秒。

实施例中，以纯水300清洗树脂层120的表面120a的步骤是在碱化处理之后以及干燥树脂层120的表面120a之前进行。

如图2D所示，干燥树脂层120的表面120a，于是此些金属离子130M吸附于树脂层120上。

一些实施例中，例如可以将树脂层120与保护层115放入烘箱400中来干燥树脂层120的表面120a。

接着，如图2E所示，将树脂层120与保护层115及另一保护层111贴合于偏光子薄膜113的两侧，以形成本揭露内容的实施例的抗静电光学膜层，其结构如图1A及图1B所示。

根据本揭露内容的实施例，经过碱化处理后，金属离子130M的含量可以到达10ppm以上，并且碱化处理后吸附了金属离子130M的树脂层120的表面120a所具有的水接触角相较于碱化处理之前下降5％以上。

以下就实施例作进一步说明。以下列出数个实施例和比较例的抗静电光学膜层的工艺条件以及制作成抗静电光学膜层后的特性测试结果，以说明应用本揭露内容所制得的抗静电光学膜层的特性。然而以下的实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本揭露内容实施的限制。各实施例和比较例的抗静电光学膜层所采用的树脂层为压克力系树脂(NP制，型号：KA40-C2A7)。

实施例1的制作方法：

将浓度4N的KOH溶液加热至55℃，将欲进行表面碱化处理的树脂层与保护层放入浓度为4N的KOH水溶液中浸泡5秒，接着将树脂层取出，以25℃的纯水冲洗5秒后，放入烘箱干燥，最后以高阻计量测表面处阻抗。

实施例2～13的制作方法与实施例1相似，差异处在于KOH水溶液的温度、树脂层与保护层放入KOH水溶液中浸泡的时间以及水洗的时间。比较例1则是不进行任何碱化处理，将与实施例1～13所采用的相同的树脂层直接进行特性测量。以感应耦合等离子质谱仪(Inductively Coupled Plasma,ICP)测量金属离子的元素含量。

表1

由上述表1可看出，比较例1的未碱化处理的树脂层具有相当大的表面阻抗，而实施例1～13的碱化处理后的具有金属离子130M的树脂层均具有相对小的表面阻抗。

从至少实施例1～5可看出，当碱化温度相同而碱化时间越长，则可由元素含量的测量结果看出金属离子的含量越大，表面阻抗则越小。此外，由至少实施例6～9可看出，当碱化温度和碱化时间均维持相同时，表示其碱化环境相同，即使经过不同时间的水洗，其表面阻抗及元素含量仍维持相对稳定，表示金属离子130M相对于水洗具有相当高的稳定性。并且，由至少实施例10～13可看出，当碱化时间相同而碱化温度越高，则可由元素含量的测量结果看出金属离子的含量越大，表面阻抗则越小。

上述实施例仅为例示说明，实际上由于不同产品的抗静电表面的导电性程度需求不一样，可以经由调整金属离子的含量来调整其导电性，而金属离子的含量则可以经由调整碱化时间、碱化温度以及碱液的浓度来调整。举例而言，当碱化处理的碱化时间越长、碱化温度越高及/或碱液的浓度越高，则吸附的金属离子的含量便越高，而可以达到越低的表面阻抗。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。