液晶顯示器是一種非自發光的顯示器，由於液晶電視市場的快速成長，近年來各大面板廠紛紛投入更大面積的生產以降低成本，為了達到高畫質、高亮度、低耗電、高精細特性，並符合薄型化且節能的趨勢，下游關鍵材料「光學膜」因此蓬勃發展，特別是「增亮型光學膜片」（聚光片、複合膜、反射型偏光片等）的市場成長最為快速，而這其中有一項容易被忽略的關鍵上游材料「光學級保護膜」更是隨著光學膜、板的需求而快速增加，因為不論何種光學膜，幾乎都需使用光學級的保護膜才能完成出貨。依據日本經濟綜合研究所預估，全球LCD用光學級保護膜用量如圖一所示，將從2007年的8億平方公尺，擴增到2013年約12.7 億平方公尺，平均年成長率在5~10%，在LCD產業中算是成長相當快速的一項產品。為能符合我國面板業及光學膜廠擴廠的速度，在光學級保護膜材料上仍有待建立更完整之技術及其供應。
光學級保護膜開發問題、挑戰及需求
一般光學級保護膜以塗佈法及共押法生產加工方法製作。所謂塗佈法的保護膜，即以平膜押出機(Extrusion)或吹膜機(Browing)做成基膜，再以塗佈(Coating)方式塗上黏著材料，由於所使用的黏著層為低分子，所以黏著強度範圍大、應用廣泛，但缺點是製程中需使用溶劑，需二次加工且容易殘膠及靜電較高。共押法保護膜是將基膜及黏著材料以共押出(Co-extrusion)方式形成保護膜，其特性為不需要溶劑、不需二次加工、不易有殘膠現象，且可由製程調控製作出較薄的產品，但其受限於押出製程的黏彈性不易調配，需有較高的產品設計與開發技術，才能達到不同的黏度強度要求，門檻也較高。目前市售光學級保護膜供應量仍以塗佈型保護膜為大宗，該技術不論在國內外大都已發展成熟，最重要的關鍵在於光學級基膜的取得問題，由於光學級基膜在國內尚無法有效供應，造成目前此產業主導廠商還是以日商為主，國內業者若要切入此產業，就必須先解決光學級基膜的製造及供應問題，才有機會在光學級保護膜市場中占有較佳的戰略位置。以下針對保護膜之三層結構做一介紹。
1. 抗靜電層
加工方式不同，所使用的抗靜電手段亦不同。塗佈製程中最常以在表面塗佈上一層抗靜電劑、導電劑或金屬薄膜來達到抗靜電效果，但此方式容易受時間影響或磨損而降低抗靜電的功效；另一種方式則是以混練的方式先將抗靜電劑與高分子混合後，製成複合材料再進行加工，此方式除了可降低時間或磨耗對抗靜電的影響之外，在保護膜加工製程中，可減少二次加工的成本問題。共押出製程目前常使用於抗靜電的方式有：(1)表面粗糙化；(2)添加Silica + Block Copolymer；(3)加入含氟材料，降低表面能。由於環保因素，目前係以同時使用表面粗糙化與添加Silica + Block Copolymer 的方式達到抗靜電的目的。
3. 感壓膠層
此層可以說是光學級保護膜成功與否的關鍵。光學級保護膜所使用的感壓膠配方通常含有彈性體（多為TPE 或壓克力系列）、增黏劑(Tackifier or Resin)、加工油、抗氧化劑等主要成分，隨著保護膜種類的不同，對感壓膠的需求也有不同。感壓膠(PSA)材料有三大特性：初黏力(Tack)、剝離力(Peel)、剪切力(Shear)，在光學級保護膜中較為重要的感壓膠特性為初黏力及剝離力。以下針對光學膜感壓膠初黏力、剝離力特性與開發做一簡單介紹。
(1)初黏力
一般高分子材料經由DMA分析結果如圖四所示，從高分子材料的觀點，可以聯想到感壓膠所使用的膠材應設計在橡膠平台(Rubbery Plateau)區段。藉由DMA對感壓膠材料的分析，至今已發展出以下三項普遍被認同之經驗法則：(1)Dahlquist Criterion；(2)黏著層要求G’ < 105；(3)感壓膠操作窗口。
圖四、高分子材料DMA 檢測圖譜
(2)剝離力
Peel與Tack 的不同在於Tack 是一種接觸就立即分開的瞬間黏著力，Peel則是慢慢黏好，放置24 hr之後再撕開的剝離力。不同的溫度、壓力、材質與靜置時間對剝離力均有很大的影響。剝離力的預測目前只能做到定性或針對個別材料系統的應用，普遍適用的預測性公式尚未出現。
由DMA分析圖可判斷黏著層配方間相容性的好壞，由儲存模數G’值初步判斷感壓膠配方的初黏力是否足夠。雖然感壓膠操作溫窗提供了很好的感壓膠調整指引，但由許多文獻的探討發現，添加Takifier可調整Tack值，但可能會使橡膠平台區域（可操作空間）變小；黏彈體分子量、Mid-block-彈性體分子量增加在某些系統，可使橡膠平台（可操作空間）區域變大、G’值提高，但會導致Peel與Tack變小。所以雖然在初黏力的調整上有一定的方式可依循，但調整初黏力的同時，也犧牲了其他特性……以上內容為重點摘錄，如欲詳細全文請見原文
作者：陳品誠、簡佩琪/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌280期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=8473