CN101735751A - 控制光泄漏的粘合组合物及涂覆有其的显示装置用光学膜 - Google Patents

控制光泄漏的粘合组合物及涂覆有其的显示装置用光学膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于控制光泄漏的粘合组合物和涂覆有该组合物的显示装置用光学膜。该粘合组合物可减轻粘合剂的收缩应力以补充光泄露性质并使由于光学膜的基底与粘合剂的尺寸变化产生的残余应力最小化。为此，该粘合组合物包含：(A)重均分子量为2,000,000～2,500,000的反应性高分子量丙烯酸类共聚物；(B)重均分子量为1,500,000～2,000,000的反应性中间分子量丙烯酸类共聚物；(C)重均分子量为100,000～500,000的反应性低分子量丙烯酸类共聚物；和(D)交联剂，且其特征在于所述高分子量、中间分子量和低分子量丙烯酸类共聚物为用以下物质聚合的反应性共聚物：(a)90～99.9重量份的具有其中碳数为4～12的烷基的丙烯酸烷基酯；和(b)0.1～10重量份的具有能与所述交联剂交联的官能团的乙烯基单体。

Description

控制光泄漏的粘合组合物及涂覆有其的显示装置用光学膜
技术领域
本发明涉及用于控制光泄漏的粘合组合物和涂覆有该组合物的用于显示装置的光学膜，更具体而言，本发明涉及可通过减轻粘合剂的收缩应力补充光泄漏性质并可使由于光学膜的基底和粘合剂的尺寸的变化之间的差异而产生的残余应力最小化的用于控制光泄漏的粘合组合物、以及涂覆有该组合物的用于显示装置的光学膜。
背景技术
近来，已经使用要求各种先进功能和可靠耐久性的用于光学膜的粘合剂。特别地，用于将偏振膜贴到用于液晶元件中的基底上的粘合剂为了其应用而经受着甚至愈加恶劣的条件。在这样的条件中，偏振膜具有尺寸变化，其可能导致起泡、脱皮或光泄漏，这在较大显示装置中表现得更加显著。已经通过增加其分子量或提高交联性能改善了用于将偏振膜贴到基底上的粘合剂以使得粘合层耐受上述恶劣的条件。然而，由于使用较高分子量的粘合剂或提高交联性能以使粘合层耐受恶劣条件的方法将强制性地抑制具有粘合剂的偏振膜的尺寸变化，因而可抑制一定量的尺寸变化或将尺寸变化抑制一定时间。然而，如果该膜长期使用，则由于尺寸变化产生的内应力集中在与偏振膜的中心部分相对的边缘上，使得LC元件的边缘显得比其中心部分亮，这通常称为光泄漏性质。
公开的日本专利公布No.1980-207101公开了其至少一侧上涂覆有压敏粘合层的发明偏振板，该压敏粘合层由包含以下的多官能化合物制成：(A)具有反应性官能团的基于(甲基)丙烯酸烷基酯的共聚物；(B)不含官能团的(甲基)丙烯酸烷基酯(共)聚合物；和(C)至少两种通过使以上反应性官能团反应而获得的官能团，并且所述压敏粘合层包含重量比为1∶4～4∶1的以上(A)和(B)。然而，在上述发明中公开的偏振板未呈现粘合层相应于其尺寸稳定性的匹配(matching)性能。
而且，公布的日本专利No.1998-066283公开了设置有基于具有碳数为1～12的烷基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的丙烯酸类聚合物粘合层的偏振板，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯构成至多15重量％的聚合物组分(其重均分子量不大于100,000)和至少10重量％的聚合物(其中重均分子量等于或大于一百万)。
如果低分子量聚合物的含量不足，则对于偏振板的尺寸变化，压敏粘合层的匹配性能不及所需的那样多。偏振膜可耐受在一定范围内产生的内应力，但在长时期内重复产生的内应力集中在偏振板的边缘上以在液晶元件的表面上产生有色斑点，例如，LC元件的边缘显得比中心部分亮或暗。相反，如果低分子量聚合物的含量大于所需含量，则获得压敏粘合层对于偏振板的尺寸变化的更好的匹配性能，并且减轻了长期产生的内应力。然而，在这种情况下，则出现各种问题，例如，在切割偏振板时，粘合剂可流动而污染偏振板的边缘并由此导致各种缺陷。因此，难以形成可适应偏振板的尺寸变化的粘合层。
而且，公布的日本专利No.1991-12471公开了使用高分子量的基于丙烯酰基的粘合剂调节交联密度并由此改善热粘附力以改善耐久性的技术。然而，在这种情况下，由于使用了高分子量的树脂并且由此根据交联剂的量产生交联密度的剧烈变化，调节分子间交联密度是非常棘手的并且因而难以均匀地控制基底之间的应力集中。
而且，公布的日本专利No.1995-301792公开了控制粘合剂的改进内聚力(cohesion)以解决LC显示面板上的非均匀屏幕的问题的技术，该问题由在耐热和湿度条件中的粘合剂膜和玻璃板之间的应力集中导致。然而，对于该技术，难以保持一定量的改进内聚力，例如，根据所使用的粘合剂的类型通过交联的连续进行而发生老化。特别地，由于在用通过将给定量的反应性官能团引入非反应性丙烯酸类主单体而产生的共聚物制造粘合层时使用了非常少量的交联剂，因此难以有效控制表现粘附力和内聚力的交联结构。
而且，公布的日本专利No.1996-120238公开了一种技术，其使用含有环氧官能团的醇以降低取决于粘合剂的内聚力和粘附力的衰变的膜与玻璃板之间的粘合特征的变化对耐久性的影响。然而，该技术不具有将均匀的内聚力和粘附力作为控制粘合剂的内聚力和粘附力的方法的足够可行性，并且经由该技术非常难以控制内聚力和粘附力。因此，其被认为不够有效。即，由于用于粘合剂中的交联剂主要包含至少3种反应性官能团，因而由于所得粘合层的交联结构的复杂性而不能容易地实现粘合剂的分子结构的精确控制。
另外，通常使用如下方法：将不包含固化官能团的低聚物和低分子量(共)聚合物添加到聚合共聚物中以使粘合剂的收缩应力最小化。然而，这种方法可减小收缩应力，但当切割偏振板时导致在切割部分上的粘合剂流动或污染，从而导致可加工性和将该板施加到相关产品上时的严重问题。
发明内容
设计本发明以解决上述问题。本发明的目标在于提供粘合组合物，其包含反应性高分子量共聚物、反应性中间分子量共聚物和反应性低分子量共聚物，并且更具体地提供粘合组合物以减轻收缩应力以用低玻璃化转变温度和低交联性能的粘合剂补充光泄漏性质。具体而言，为了减轻收缩而没有在切割部分上的粘合剂流动或加压效果(press effect)，从而补充光泄漏性质和使由光学膜的粘合剂和基底的尺寸变化之间的差异导致的残余应力最小化，本领域中通常使用非反应性低聚物，但在本发明中使用反应性中间分子量共聚物和反应性低分子量共聚物两者，。
本发明的另一目标在于提供用于显示装置的光学膜，其一侧或全部两侧上设置有用所述用于控制光泄漏的粘合组合物制造的粘合层。
本发明的再一目标在于提供包含所述用于显示装置的光学膜的显示装置，其一侧或全部两侧上设置有用所述用于控制光泄漏的粘合组合物制造的粘合层。
本发明的上述和其它目标和优点将从阐明本发明优选实施方式的以下描述中变得明晰。
技术方案
上述目标通过用于控制光泄漏的粘合组合物实现，该粘合组合物包含：(A)重均分子量为2,000,000～2,500,000的反应性高分子量丙烯酸类共聚物；(B)重均分子量为1,500,000～2,000,000的反应性中间分子量丙烯酸类共聚物；(C)重均分子量为100,000～500,000的反应性低分子量丙烯酸类共聚物；和(D)交联剂，并且其特征在于，所述高分子量丙烯酸类共聚物、中间分子量丙烯酸类共聚物和低分子量丙烯酸类共聚物为用以下物质聚合的反应性共聚物：(a)90～99.9重量份的具有其中碳数为4～12的烷基的丙烯酸烷基酯；和(b)0.1～10重量份的具有能与所述交联剂交联的官能团的乙烯基单体。
在此，本发明的特征在于，基于100重量份的所述高分子量丙烯酸类共聚物，使用20～100重量份的所述中间分子量丙烯酸类共聚物、1～50重量份的所述低分子量丙烯酸类共聚物和0.001～5重量份的交联剂。
优选地，本发明的特征在于，所述高分子量丙烯酸类共聚物、中间分子量丙烯酸类共聚物和低分子量丙烯酸类共聚物的玻璃化转变温度为-60℃～-40℃。
优选地，本发明的特征在于，所述粘合组合物的凝胶率为40％～60％。
优选地，本发明的特征在于，所述乙烯基单体为选自具有羧基的乙烯基单体和具有羟基的乙烯基单体的一种或多种类型的乙烯基单体。
优选地，本发明的特征在于，所述粘合组合物进一步包含(E)选自乙烯基硅烷、环氧硅烷和甲基丙烯酰基硅烷的硅烷偶联剂。
优选地，本发明的特征在于，所述丙烯酸烷基酯为选自以下的一种或多种丙烯酸烷基酯：丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正辛酯和丙烯酸异壬酯。
优选地，本发明的特征在于，所述具有羧基的乙烯基单体为选自以下的一种或多种乙烯基单体：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和马来酸酯。
优选地，本发明的特征在于，所述具有羟基的乙烯基单体为选自以下的一种或多种乙烯基单体：(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙二醇酯和(甲基)丙烯酸2-羟基丙二醇酯。
优选地，本发明的特征在于，所述交联剂为选自以下的一种或多种交联剂：甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、以及甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物。
而且，本发明的目标通过用于显示装置的光学膜实现，其特征在于，在所述用于显示装置的光学膜的基底的一侧或全部两侧上设置由所述用于控制光泄漏的粘合组合物制成的粘合层。
在此，本发明的特征在于，所述粘合层干燥的时候，其为5～100μm厚。
优选地，本发明的特征在于，所述用于显示装置的光学膜为偏振膜、反射偏振膜或相位差膜。
优选地，本发明的特征在于，所述光学膜为其中偏振膜和相位差膜通过所述丙烯酸类粘合组合物堆叠的椭圆偏振膜。
而且，本发明的目标通过显示装置实现，该显示装置的特征在于包括在其一侧或全部两侧上设置了由用于控制光泄漏的粘合组合物制成的粘合层的用于显示装置的光学膜。
本发明的有利效果
本发明的有利之处在于，将粘合剂的收缩应力减轻以补充光泄漏性质，并且可将由于光学膜的基底和粘合剂的尺寸变化之间的差异产生的残余应力最小化。
附图说明
从参照附图说明的本发明优选实施方式的以下详细描述，本发明的特征和优点将变得明晰，在附图中：
图1示意性地表示典型的液晶显示装置；
图2显示其中将图1中的区域A放大的放大横截面；
对附图中的标号的说明
12：离型膜                14：第一粘合层
16：相位差膜              18：第二粘合层
20：第一透明保护膜        22：偏振片
24：第二透明保护膜        26：偏振膜
28：保护膜                500：LCD面板
520，540：一对透明面板    560：LC单元
620：第二光学膜           640：第一光学膜
700：背光组件
具体实施方式
在下文中，将参照本发明的实施方式和附图详细描述本发明。本领域技术人员应明白，这些实施方式用于更具体地说明本发明，但本发明的范围不受这些实施方式限制。
根据本发明的用于控制光泄漏的粘合组合物包含：(A)重均分子量为2,000,000～2,500,000的反应性高分子量丙烯酸类共聚物；(B)重均分子量为1,500,000～2,000,000的反应性中间分子量丙烯酸类共聚物；(C)重均分子量为100,000～500,000的反应性低分子量丙烯酸类共聚物；和(D)交联剂，并且其特征在于，所述高分子量丙烯酸类共聚物、中间分子量丙烯酸类共聚物和低分子量丙烯酸类共聚物为用以下物质聚合的反应性共聚物：(a)90～99.9重量份的具有其中碳数为4～12的烷基的丙烯酸烷基酯；和(b)0.1～10重量份的具有能与交联剂交联的官能团的乙烯基单体。
优选地，本发明的特征在于，基于100重量份的高分子量丙烯酸类共聚物，使用20～100重量份的中间分子量丙烯酸类共聚物和1～50重量份的低分子量丙烯酸类共聚物以及0.001～5重量份的交联剂。
利用根据本发明的用于控制光泄漏的具有上述配置的粘合组合物，可使由于基底和粘合剂的尺寸变化之间的差异产生的残余应力最小化。在本发明中，使用高分子量共聚物、中间分子量共聚物和低分子量共聚物，其通过将一定量的具有反应性官能团的单体引入非反应性丙烯酸类主单体并且通过控制共聚物中所含的具有反应性官能团的单体的含量而制造，由此可有效地控制呈现内聚力和粘附力的交联结构。
因此，根据本发明的用于控制光泄漏的粘合组合物可减小由于装在显示装置中的偏振板上的收缩应力而在各构造层中产生的复合双折射，以改善显示装置中的光泄漏性质，该组合物的特征在于具有各种物理性质，例如，初始粘附力、持久粘附力、保持性能、切割中的特征等。
同时，通常将低聚物添加到高分子量共聚物中以使粘合剂的收缩应力最小化。然而，这种方法是减小收缩应力的好方式，但在切割偏振板时粘合剂在切割部分上流动。
因此，在本发明中，通过将高分子量、中间分子量和低分子量(共)聚合物共混而应用宽的分子量分布。为了解决现有技术中的上述问题，使用中间分子量共聚物代替起到增塑剂作用的低聚物。使用最小量的硬化剂以获得高分子量链的平滑流动，由此减轻收缩应力并从而使光泄漏最小化。
而且，将根据本发明的丙烯酸类共聚物的玻璃化转变温度Tg保持为等于或小于-40℃以控制丙烯酸共聚物的最佳固化体系的收缩应力。高分子量、中间分子量和低分子量丙烯酸类共聚物的玻璃化转变温度Tg不高于-40℃，并且优选为-60℃～-40℃(包含端值)。如果其玻璃化转变温度高于-40℃，则不可能长期减轻偏振膜的收缩应力。
根据本发明的用于控制光泄漏的粘合组合物在以下方面优越：减轻由于构成偏振膜的基底和粘合剂的尺寸变化之间的差异而产生的内应力，且因此为使得光泄漏最小化，根据本发明的用于控制光泄漏的粘合组合物的凝胶率优选为40％～60％。
构成根据本发明的用于控制光泄漏的粘合组合物的高分子量丙烯酸类共聚物的重均分子量为2,000,000～2,500,000，并且优选为2,200,000～2,500,000(包含端值)。通过使用高分子量丙烯酸类共聚物，在基底与偏振板或者相位差板与偏振板之间获得良好的粘附力，并且避免了起泡或脱模。中间分子量丙烯酸类共聚物的重均分子量为1,500,000～2,000,000(包含端值)，并且优选为1,500,000～1,800,000(包含端值)。低分子量丙烯酸类共聚物的重均分子量为100,000～500,000，并且优选为200,000～350,000(包含端值)。丙烯酸类共聚物的的分子量的适当量可以通过适当调节条件，例如，聚合时间、聚合引发剂、聚合温度、聚合溶剂等决定。作为本发明的对于条件的实施方式，高分子量丙烯酸类共聚物可以用0.1～0.18重量份的偶氮二异丁腈(AIBN)聚合引发剂在60～63℃的温度下制造，并且中间分子量丙烯酸类共聚物可以用0.19～0.25重量份的偶氮二异丁腈(AIBN)聚合引发剂在64～68℃的温度下制造。
而且，高分子量、中间分子量和低分子量丙烯酸类共聚物是基于丙烯酸烷基酯的，并且是与含有可与丙烯酸酯和多官能化合物反应的官能团的单体的共聚物。
构成高分子量、中间分子量和低分子量丙烯酸类共聚物的具有碳数为4～12的烷基的丙烯酸烷基酯的实例包括，但不限于，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷醇酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异壬酯等。
丙烯酸烷基酯可单独使用或者以其两种或更多种类型的组合使用。
而且，具有可与交联剂反应的官能团的单体的实例包括具有羧基的乙烯基单体、具有羟基的乙烯基单体、具有氨基的乙烯基单体、具有环氧基团的乙烯基单体、具有乙酰乙酰基的乙烯基单体等。在本发明中，优选使用具有羧基的单体和具有羟基的单体。
示例性的具有羧基的乙烯基单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸β-羧乙酯、衣康酸、巴豆酸、马来酸酯、马来酸酐、马来酸丁酯等，但不限于此。而且，示例性的具有羟基的乙烯基单体包括(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙二醇酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙二醇酯等。
示例性的具有氨基的乙烯基单体包括(甲基)丙烯酸氨甲酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基甲酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基丙酯、乙烯基吡啶等。该单体的另外的实例是具有环氧基团的单体例如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，具有乙酰乙酰基的单体例如(甲基)丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯等。上述单体可单独使用或者以其两种或更多种类型的组合使用。
多官能化合物中的官能团与丙烯酸类共聚物反应，并且在一个分子中的官能团数可至少为2，并且优选为2～4。这种多官能化合物的实例包括异氰酸酯化合物、环氧化合物、胺化合物、金属螯形化合物、吖丙啶化合物等。
示例性的异氰酸酯化合物包括甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯)、苯二亚甲基二异氰酸酯、水加成的苯二亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、水加成的二苯基甲烷二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、多亚甲基多苯基异氰酸酯、以及多元醇例如三羟甲基丙烷的受体等。
示例性的环氧化合物包括双酚A、环氧氯丙烷环氧树脂、乙基乙二醇缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇二缩水甘油醚、丙三醇三缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、二缩水甘油基苯胺、二缩水甘油基胺、N，N，N′，N′-四缩水甘油基-间苯二甲胺、1，3-双(N，N′-二缩水甘油基胺甲基)环己烷等。
示例性的胺化合物包括六亚甲基二胺、三乙基二胺、聚乙烯亚胺、六亚甲基四胺、二亚乙基三胺、三乙基四胺、异佛尔酮二胺、氨基树脂、聚胺亚甲基树脂等。
示例性的金属螯形化合物包括其中多价金属例如铝、铁、铜、锌、锡、钛、镍、锑、镁、钒、铬、锆等与乙酰丙酮或乙酰乙酸乙酯配位的化合物。
示例性的吖丙啶化合物包括N，N′-二苯基甲烷-4，4′-双(1-吖丙啶羰基化物)、N，N′-甲苯-2，4-双(1-吖丙啶羰基化物)、三亚乙基三聚氰胺、双间苯二甲酰-1-(2-甲基吖丙啶)、三-1-吖丙啶基氧化膦、N，N′-六亚甲基-1，6-双(1-吖丙啶羰基化物)、三羟甲基丙烷-三-β-吖丙啶基丙烯酸酯、四羟甲基甲烷-三-β-吖丙啶基丙烯酸酯等。
多官能化合物(交联剂)的量典型地为0.001～5重量份，并且优选为0.01～3重量份，基于100重量份的高分子量丙烯酸类共聚物。通过使用指定量的多官能化合物，用高分子量(甲基)丙烯酸类共聚物形成优选的3维交联结构。而且，多官能化合物可单独使用或者以其组合使用。
高分子量丙烯酸类共聚物、中间分子量丙烯酸类共聚物和低分子量丙烯酸类共聚物可使用本领域中公知的任何方法制造。
例如，以本体聚合、液相聚合、乳液聚合、悬浮聚合等方式，并且优选以液相聚合方式，用基于100重量份的原料单体的0.01～5重量份的聚合引发剂(偶氮聚合引发剂，例如，偶氮二异丁腈、偶氮二环己烷腈等；过氧化物，例如，苯甲酰过氧化物、乙酰基过氧化物等；光聚合引发剂，例如，二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮等)合成高分子量丙烯酸类共聚物。对于液相聚合，示例性聚合液体包括乙酸乙酯、甲苯、己烷、丙酮等。将反应温度设定为50～150℃，并且优选50～110℃。将反应时间设定为2～15小时，并且优选7～10小时。
而且，以与用于高分子量丙烯酸类共聚物相同的方式，例如，以本体聚合、液相聚合、乳液聚合、悬浮聚合等方式，并且优选以液相聚合方式合成中间分子量和低分子量丙烯酸类共聚物。以本体聚合、液相聚合、乳液聚合、悬浮聚合等方式，并且优选以液相聚合方式，用基于100重量份的原料单体的0.01～0.1重量份的聚合引发剂(偶氮类聚合引发剂，例如，偶氮二异丁腈、偶氮二环己烷腈等；过氧化物，例如，苯甲酰过氧化物、乙酰基过氧化物等；光聚合引发剂，例如，二苯甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮等)合成中间分子量和低分子量丙烯酸类共聚物。
对于液相聚合，示例性聚合液体包括乙酸乙酯、甲苯、己烷、丙酮等。将反应温度设定为50～150℃，并且优选50～110℃。将反应时间设定为2～15小时，并且优选5～10小时。
根据本发明的用于控制光泄漏的粘合组合物包含高分子量丙烯酸类共聚物、中间分子量丙烯酸类共聚物和交联剂，并且可进一步与用于典型粘合剂的耐侯性稳定剂、增粘剂、增塑剂、软化剂、染料、颜料、硅烷偶联剂、无机填料等混合。
用在根据本发明的用于控制光泄漏的粘合组合物中的(E)硅烷偶联剂可以有效地增加玻璃基底与粘合剂之间的粘附力，并且特别地有助于改善当置于高温和高湿度条件中时的粘附可靠性。考虑到这种性能，硅烷偶联剂的量优选为0.01～0.1重量份，基于100重量份的丙烯酸类共聚物。示例性硅烷偶联剂包括乙烯基硅烷、环氧硅烷、甲基丙烯酰基硅烷等，但不限于此。
本发明还涉及在其一侧和/或全部两侧上设置有由上述用于光学膜的丙烯酸类粘合组合物制成的粘合层的用于显示装置的光学膜和设置有该光学膜的显示装置。示例性显示装置包括阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)等。
图1示意性地说明普通LCD。
参照图1，LCD包括：LCD面板500；用于使入射光偏振然后将其引导向外的第一和第二光学膜640、620；以及用于产生并且向LCD面板500提供入射光的背光组件700，LCD面板包括插入在一对透明面板520、540之间的液晶(LC)盒560。在LCD面板500的上侧，安置第一光学膜640。将第二光学膜620插入在LCD面板500与背光组件700之间。
第一和第二光学膜640、620的作用在于将入射光分成互相垂直的两个分量并传输两个光分量之一以将其均匀地引导在其透射方向上。即，对于入射光，第一和第二光学膜640、620吸收在与第一和第二光学膜640、620的偏振轴相同方向上振动的光，并传输在其它方向上振动的光。在这种情况下，第一光学膜640的偏振轴垂直于第二光学膜620的偏振轴。
图2是其中将图1中的区域A放大的放大横截面图，并说明用在典型的STN或CSTN LCD中的光学膜。在图2中，在离型膜12与保护膜28之间堆叠的是偏振膜26和在偏振膜26的下侧上的相位差膜16，该偏振膜包括第一透明保护膜20、偏振片22和第二透明保护膜24。在这种情况下，相位差膜16通过偏振膜26、离型膜12、第一和第二粘合层14、18结合。
照此形成的粘合层在干燥时候厚度典型地为5～100μm，并且优选为20～50μm。
而且，用于显示装置的光学膜可为偏振膜、反射偏振膜或相位差膜等，优选为作为通过用丙烯酸类粘合组合物堆叠偏振膜和相位差膜而制造的椭圆偏振膜的用于显示装置的光学膜。
用在本发明中的偏振膜可为本领域中常规已知的偏振膜。例如，可使用多层膜，其通过在通过在聚乙烯醇树脂(例如，聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛和乙烯醋酸乙烯酯共聚物等)膜中包括偏振组分(例如碘染料或二色性染料等)并然后拉伸该膜而获得的偏振片上堆叠透明保护膜例如纤维素膜(如3-醋酸纤维素膜等)、聚碳酸酯膜、聚酯砜膜等制造。形成偏振膜中的粘合层不限于特定方法。采用的示例性方法是用刮棒涂布机等将粘合剂直接涂覆在偏振膜表面上，然后干燥所得膜。然而，可使用由以下步骤构成的方法：将粘合剂涂覆在基底的可脱模的表面上，干燥所得形成于基底上的粘合层并将其转移至偏振膜表面上，然后使该具有粘合层的膜老化(age)。
除了包括偏振膜以改善对比度外，根据本发明的光学膜进一步包含1/4相位差层以产生圆偏振。1/4相位差层可为布置在一个方向上的聚合物膜或LC涂覆的层，并且可包括聚合物膜和LC涂覆的层两者。1/4相位差层的作用在于对于可见光区域中的各波长产生约1/4波长的相位差，并且优选的1/4相位差层是在双折射、透明度和耐热性的可控性方面优越的1/4相位差层。用于产生1/4相位差层的材料不限于特定材料。然而，如果1/4相位差层是双折射聚合物膜，则优选该膜包括选自以下的至少一种：聚碳酸酯、聚碳酸酯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚降冰片烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酯、聚砜、聚芳酯(polyarylate)、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸酯和纤维素酯。
优选构成1/4相位差层的聚合物膜为以1.1～3的比定向的透明膜并且可单轴或者双轴定向。
根据本发明设置有偏振膜或相位差膜的膜可与其它功能层例如保护层、反射层、防眩层等堆叠。
在下文中，将参照实施例和对比例更详细地描述本发明，但应注意，以下实施例说明本发明，并且本发明的范围不限于这些实施例。
实施例1～6：制造丙烯酸类共聚物
对于实施例1～6，首先向反应室提供示于下表1中的含量(单位为“重量份”)的作为聚合单体的丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸和(甲基)丙烯酸4-羟丁酯；100g作为溶剂的乙酸乙酯；以及作为聚合引发剂的偶氮二异丁腈(AIBN)。
在用氮气替换反应室中的空气后，搅拌该混合物，同时将混合物的温度升至63℃，然后聚合示于下表1中的反应时间。在聚合反应后，用100g乙酸乙酯稀释所得混合物以获得固体丙烯酸类共聚物液体。在聚合物液体中，在测量粘合剂的初始重量并然后在100℃下蒸发溶剂30分钟后，通过固体测量机器测量固体的重量。通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量聚合物的分子量。通过差示扫描量热法(DSC)在氮气流下以10℃/分钟的升温速度在-70℃～20℃下测量玻璃化转变温度。物理性质的值示于下表2中。
对比例1～6：制造丙烯酸类共聚物
对于对比例1～6，实施与上述实施例中相同的聚合过程，除了应用如下表1中所示的作为聚合单体的丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸和(甲基)丙烯酸4-羟丁酯的混合物比(单位为“重量份”)、以及聚合按照示于表1中的聚合引发剂和反应时间条件之外。
表1
  n-BA   MA   AA   4-HBA   AIBN   反应时间(小时)
  实施例1   98   0   1   1   0.015   15
  n-BA   MA   AA   4-HBA   AIBN   反应时间(小时)
  实施例2   98   0   1   1   0.017   13
  实施例3   99   0   1   0   0.020   8
  实施例4   99   0   1   0   0.022   7
  实施例5   93   5   1   1   0.025   2.5
  实施例6   93   5   1   1   0.27   1.3
  对比例1   84   10   5   1   0.015   15
  对比例2   74   20   5   1   0.017   13
  对比例3   54   40   5   0   0.022   7
  对比例4   44   50   5   0   0.023   5
  对比例5   54   40   5   0   0.022   2.3
  对比例6   44   50   5   0   0.025   1.5
其中“n-BA”表示“丙烯酸正丁酯”，“MA”表示“丙烯酸甲酯”，“AA”表示“丙烯酸”，“4-HBA”表示“(甲基)丙烯酸4-羟丁酯”和“AIBN”表示“偶氮二异丁腈”。
表2
  固体(重量％)   分子量(Mw)(百万)   Tg(℃)
  实施例1   20.2   2.50   -53
  实施例2   19.5   2.23   -52.5
  实施例3   16.5   1.70   -49.5
  实施例4   15.5   1.50   -48
  实施例5   16.3   0.42   -45
  实施例6   15.8   0.33   -46.2
  对比例1   20.4   2.39   -42
  对比例2   18.5   2.15   -38
  对比例3   14   1.80   -32
  对比例4   13.5   1.50   -28
  对比例5   13.2   0.39   -33
  对比例6   15.9   0.31   -25
实施例7～14：制造涂覆了粘合组合物的偏振板
将实施例1～6中获得的聚合物以示于下表3中的混合物比(单位为“g”)混合，并将0.2g三甲基六亚甲基二胺固体添加到混合物中作为交联剂且搅拌以获得用于制造偏振板的粘合组合物。将照此获得的用于生产偏振板的粘合组合物涂覆到聚酯离型膜上并干燥所得涂覆的膜。在这种情况下，将涂层控制为干燥后为25μm厚。随后，将涂覆在离型膜上的粘合组合物转移至200μm的偏振膜上以在23℃的温度和45％的湿度下老化7天后获得本发明的偏振板。
将设置有粘合层的偏振板切割为210mm×297mm大小，使得吸收轴相对于偏振板的长边保持为45°。将偏振板在30℃的温度和5kg/cm2的压力下保持在玻璃板的一侧60分钟。
将照此获得的样品保持在70℃的温度和97％的湿度下500小时以用肉眼观察和评价起泡和脱落(coming-off)、而且用肉眼观察和评价色点。用游标卡尺测量离偏振板长侧上的粘合剂位置的偏离距离。
为了确定粘合组合物的凝胶率，将在23℃的温度和65％RH下老化的样品组合物放入粘合组合物的样品瓶中。向样品组合物中加入50g的乙酸乙酯，并将混合物搅拌24小时。使用分离用的200目不锈网过滤试样瓶中的内容物。将网上的残留物在100℃下干燥2小时并测量其干燥后的重量。然后根据以下等式1获得凝胶率。
等式1
凝胶率(％)＝(干燥后的重量/取样的粘合组合物的重量)×100
然后将所获得的测量物理性能的结果示于下表4中。
对比例7～14：设置有粘合组合物的偏振板
除了将在对比例1～6中获得的聚合物以示于小表3中的混合物比(单位为“g”)混合之外，基本上以与实施例7～14中相同的方式制造偏振板以测量偏振板的物理性能。所获得的物理性能值示于下表4中。
表3
Figure G2009100082284D0000141
表4
Figure G2009100082284D0000151
在上表4的结果中，“○”表示最佳(脱落：无，起泡：无，光泄漏：无)，“△”表示良好(脱落：一些，起泡：一些，光泄漏：一些)，以及“X”表示差的(脱落：许多，起泡：许多，光泄漏：许多)。
发明人意图用以上实验结果实现本发明的目标，即通过包含反应性高分子量共聚物、反应性中间分子量共聚物和反应性低分子量共聚物的粘合组合物，更具体而言，通过具有低玻璃化转变温度和低交联性能的粘合剂减轻收缩应力，以补充光泄漏性质。具体地，在现有技术的方法中使用非反应性低聚物，但是在本发明中使用反应性中间分子量共聚物和反应性低分子量共聚物两者以减轻收缩应力而在切割部分上没有粘合剂流动或者没有加压效果，由此补充光泄漏性质。在实验中，已经看出，通过使用具有较小数量官能团的中间分子量和低分子量共聚物将收缩最小化而在切割部分上没有粘合剂流动或者没有加压效果，从而能够补充光泄漏性质和克服所有其它问题。
因此，通过提供用于光学膜的丙烯酸类粘合剂以使得由于显示装置用光学膜的基底和粘合剂的尺寸变化之间的差异产生的残余应力最小化，本发明可应用于光学膜和显示装置，所述用于光学膜的丙烯酸类粘合剂包含反应性高分子量共聚物、反应性中间分子量共聚物、反应性低分子量共聚物和交联剂。应注意，上述实施方式说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员能够设计许多可选择的实施例而不背离由所附权利要求所限定的本发明的范围。词语“包括(包含)”及其变化不排除除了在任一权利要求或总体发明书中列举的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。

Claims (15)

1.用于控制光泄漏的粘合组合物，其包含：
(A)重均分子量为2,000,000～2,500,000的反应性高分子量丙烯酸类共聚物；
(B)重均分子量为1,500,000～2,000,000的反应性中间分子量丙烯酸类共聚物；
(C)重均分子量为100,000～500,000的反应性低分子量丙烯酸类共聚物；和
(D)交联剂，和
其特征在于，所述高分子量丙烯酸类共聚物、中间分子量丙烯酸类共聚物和低分子量丙烯酸类共聚物为用以下物质聚合的反应性共聚物：
(a)90～99.9重量份的具有其中碳数为4～12的烷基的丙烯酸烷基酯；和
(b)0.1～10重量份的具有能与所述交联剂交联的官能团的乙烯基单体。
2.权利要求1所述的组合物，特征在于，基于100重量份的所述高分子量丙烯酸类共聚物，使用20～100重量份的所述中间分子量丙烯酸类共聚物、1～50重量份的所述低分子量丙烯酸类共聚物和0.001～5重量份的所述交联剂。
3.权利要求1所述的组合物，特征在于，所述高分子量丙烯酸类共聚物、中间分子量丙烯酸类共聚物和低分子量丙烯酸类共聚物的玻璃化转变温度为-60℃～-40℃。
4.权利要求1所述的组合物，特征在于，所述粘合组合物的凝胶率为40％～60％。
5.权利要求1所述的组合物，特征在于，所述乙烯基单体为选自具有羧基的乙烯基单体和具有羟基的乙烯基单体的一种或多种类型的乙烯基单体。
6.权利要求1所述的组合物，特征在于，所述粘合组合物进一步包含(E)选自乙烯基硅烷、环氧硅烷和甲基丙烯酰基硅烷的硅烷偶联剂。
7.权利要求1所述的组合物，特征在于，所述丙烯酸烷基酯为选自以下的一种或多种丙烯酸烷基酯：丙烯酸正丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正辛酯和丙烯酸异壬酯。
8.权利要求5所述的组合物，特征在于，所述具有羧基的乙烯基单体为选自以下的一种或多种乙烯基单体：丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸和马来酸酯。
9.权利要求5所述的组合物，特征在于，所述具有羟基的乙烯基单体为选自以下的一种或多种乙烯基单体：(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙二醇酯和(甲基)丙烯酸2-羟基丙二醇酯。
10.权利要求1所述的组合物，特征在于，所述交联剂为选自以下的一种或多种交联剂：甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、以及甲苯二异氰酸酯与三羟甲基丙烷的加成物。
11.用于显示装置的光学膜，特征在于，在所述用于显示装置的光学膜的基底的一侧或全部两侧上设置有由根据权利要求1～10中任一项的用于控制光泄漏的粘合组合物制成的粘合层。
12.权利要求11所述的用于显示装置的光学膜，特征在于，所述粘合层在干燥的时候为5～100μm厚。
13.权利要求12所述的用于显示装置的光学膜，特征在于，所述用于显示装置的光学膜为偏振膜、反射偏振膜或相位差膜。
14.权利要求12所述的显示装置用光学膜，特征在于，所述光学膜为其中偏振膜和相位差膜通过所述丙烯酸类粘合组合物堆叠的椭圆偏振膜。
15.一种显示装置，特征在于，其包括用于显示装置的光学膜，在该光学膜的一侧或全部两侧上设置有由根据权利要求1～10中任一项的用于控制光泄漏的粘合组合物制成的粘合层。
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