CN102099432B - 压敏粘合剂组合物、偏振片和液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压敏粘合剂(PSA)组合物、偏振片和液晶显示器，其中所述压敏粘合剂组合物在固化状态中包括互相穿透的聚合物网络结构，且该组合物包含丙烯酸类树脂和由双官能交联剂组成的交联剂组分。本发明提供PSA组合物、包含该PSA组合物固化产物的偏振片和液晶显示器，它们具有优异的可加工性和光学性能，在高温或高湿条件下优异的耐久性和可靠性，且由于所述压敏粘合强度与时间相关的变化在制成之后被迅速地停止，因此可以显著提高光学元件如偏振片的生产率。

Description

压敏粘合剂组合物、偏振片和液晶显示器
技术领域
本发明涉及一种压敏粘合剂(PSA)组合物、偏振片和液晶显示器。
背景技术
液晶显示器是一种采用在两个由玻璃制成的薄基板之间注入的液晶而显示图像的装置。为了制造液晶显示器，基本上，需要液晶盒(liquid crystal cell)和偏振片，所述液晶盒包括在具有透明电极的基板之间放入的液晶。也需要粘合剂层或压敏粘合剂(PSA)层，用于将偏振片粘合在液晶盒上。
偏振片具有包括碘化合物或沿一定方向排列的二向色偏振材料的多层结构，并具有在元件或偏振膜的两表面上形成的用来保护该元件或偏振膜的基于TAC(三乙酰纤维素)的保护膜。但是，组成上述多层偏振片的每层膜是由具有不同分子结构和组成的材料制成，导致不同的物理性能。相应地，在高温和/或高湿条件下，取决于具有单向分子排列的材料之间的收缩或膨胀性能的差异，所述偏振片缺乏尺寸稳定性。因此，在由PSA固定的偏振片中，在高温和/或高湿条件下，如果应力集中于TAC层上，则发生双折射和漏光。
为了解决上述问题，PSA已被设计成非常硬。在高温和/或高湿条件下，这种硬的PSA阻止了偏振片的收缩和膨胀，因此应力最小化且集中在偏振片的最外边缘上，从而获得相对优异的光学性能。但是，为了设计这种硬的PSA，体积模量可能增大，由此粘合强度会大大降低，从而降低耐久性。
同时，仅具有常规的单一交联结构，难以实现能够维持优异漏光特性和耐久性的体积模量。因此，在日本专利公布No.2007-197659和No.2007-212995中已提出了，一种向常规的单一交联结构中加入光引发剂和多官能丙烯酸酯并通过UV照射提高体积模量的方法。
在上述公开内容中，由于采用光引发剂的多官能丙烯酸酯的快速交联反应，就在UV照射后，PSA的体积模量会迅速提高。因此，要花费很长的时间来终止粘合强度与时间相关的变化，从而大大地降低了可生产性或可加工性。
也就是说，PSA组合物采用交联剂通常固化得很慢，因此需要数天到数周的时间来使这样的固化反应结束。PSA组合物在预定的温度下储存预定的时间段到固化结束的过程，称为老化过程(aging process)。在该老化过程中，压敏粘合剂的压敏粘合强度随着时间而变化。也就是说，在刚被涂层之后，粘合强度具有最高水平，且随着老化过程持续到预定水平(即当PSA的固化终止时)而逐渐降低。如上所述，所述PSA的粘合强度随着时间的推移而变化，这称为粘合强度与时间相关的变化。
同时，就可生产性而言，用于偏振片的PSA应该在生产之后3～4天内运输，并可立即应用，因此与时间相关的变化必须迅速终止。此外，就可再加工性而言，在PSA已被粘合后，用于偏振片的PSA需要在室温下或升高的温度下是可重复剥离的。随着液晶显示器变大，对于与时间相关的变化的快速终止、粘合强度的快速稳定化和可再加工性的需求正日益增加。
但是，对于上述公开内容中公开的PSA组合物，在用于固化的UV照射之后，所述PSA的模量会剧烈增加，从而树脂和交联剂的反应会变得更慢，需要很长的一段时间来终止与时间相关的变化。此外，当已被粘合的PSA被加热时，而PSA的固化没有结束时，所述PSA组合物表现出粘合强度大大增加，从而可再加工性显著降低。
发明内容
本发明涉及一种压敏粘合剂(PSA)组合物、偏振片和液晶显示器。
本发明的一方面提供一种PSA组合物，所述PSA组合物在固化状态中包括互相穿透的聚合物网络结构，且该组合物包含丙烯酸类树脂和交联剂组分。在本发明中，所述交联剂组分由双官能交联剂组成。
本发明的另一方面提供一种偏振片，包括：偏振膜或偏振元件；和压敏粘合剂层，所述压敏粘合剂层在该偏振膜或偏振元件的一面或两面上形成，且包含根据本发明的PSA组合物的固化产物。
本发明的再一方面提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括其中偏振片粘合在液晶盒的一面或两面上的液晶面板。
具体实施方式
下文，将对本发明的示范性实施方案进行详细描述。
本发明涉及一种压敏粘合剂(PSA)组合物，该压敏粘合剂组合物在固化状态中包括互相穿透的聚合物网络结构(以下，“IPN结构”)，且该组合物包含丙烯酸类树脂和交联剂组分。在本发明中，所述交联剂组分由双官能交联剂组成。
以下，将对PSA组合物进行更进一步的详细描述。
所述PSA组合物在固化时包括IPN结构，本文中所使用的术语“PSA组合物的固化状态”是指本发明的组合物通过辐射线照射和/或加热转变为PSA的状态。此外，术语“辐射线”是指能够引起PSA组合物中包含的可聚合基团或聚合引发剂的固化反应的能量射线，所述能量射线包括电子射线和紫外线。此外，术语“IPN结构”是指由丙烯酸类树脂和交联剂反应形成的交联结构(以下，“第一交联结构”)和单独的交联结构(以下，“第二交联结构”)同时存在于PSA中的情形。由于所述PSA的IPN结构，用于光学元件的PSA所要求的性能，如防漏光性和耐久性与可靠性，可以很好地均衡。
所述PSA组合物可以满足数式1：
X1≤700g/25mm    (1)
在数式1中，X1是剥离强度，该剥离强度是在由PSA组合物形成的PSA粘合在被粘物(adherent)上并将所得物在室温下储存约168小时之后测定的。
在本发明中，X1可以是上述所得物在室温下储存96小时后测定的剥离强度，优选为上述所得物在室温下储存约72小时后测定的剥离强度。
在本发明中，如果X1超过700g/25mm，则在PSA形成后，可能需要过长的时间来终止PSA强度与时间相关的变化和稳定粘合强度。
同时，本文中使用的术语“室温”是指在自然状态下的温度(该温度不被升高或降低)。例如，其可以在约10℃～约30℃的范围内，优选在约15℃～约30℃的范围内，更优选在约20℃～约25℃的范围内，最优选为大约23℃。
本文中使用的术语“剥离强度”是指在PSA被粘合在预定的被粘物(比如玻璃，优选非碱性玻璃)上之后测定的剥离强度。所述剥离强度可以采用根据实施例(将在下文描述)的方法进行测定。
此外，所述PSA组合物可以满足数式2：
X2≤1500g/25mm    (2)
在数式2中，X2是剥离强度，该剥离强度是在由PSA组合物形成的PSA粘合在被粘物上，并将所得物在50℃下储存约4小时，接着将所得物在室温下储存168小时之后测定的。
在本发明中，X2可以是按如下测定的剥离强度：将PSA粘合在被粘物上，并将所得物在升高的温度下储存(50℃下约4小时)，接着在室温下储存96小时(或优选约72小时)，之后，测定该剥离强度。
所述室温和剥离强度的定义、被粘物的种类和测定剥离强度的方法都可以参考如上面描述的与数式1相关的描述中找到。
在本发明中，如果X2超过1500g/25mm，则在PSA形成后，可能需要过长的时间来终止PSA强度与时间相关的变化和稳定粘合强度。
同时，包含在所述PSA组合物中的丙烯酸类树脂和交联剂组分在固化或老化过程中可以相互反应，因此所述PSA可以包括如上所述的第一交联结构。
在本发明的一方面，所述丙烯酸类树脂可以具有重均分子量为300,000或高于300,000。当所述丙烯酸类树脂的重均分子量小于300,000时，由于在高温和/或高湿条件下内聚力的降低，可能会产生起泡或剥离现象，因此耐久性和可靠性可能降低。虽然所述丙烯酸类树脂的重均分子量的上限不特别限定，但是考虑到PSA的耐久性和可靠性或可涂覆性，该重均分子量可以适当地控制在2,500,000或更小的范围内。但是，本发明不局限于此。
本发明中所使用的丙烯酸类树脂的组成不特别限定。例如，所述丙烯酸类树脂可以是包含80～99.9重量份的(甲基)丙烯酸酯单体和0.1～20重量份的可交联单体的单体混合物的聚合物。
在本发明中，包含在所述单体混合物中的(甲基)丙烯酸酯单体的种类可以是但不特别局限于(甲基)丙烯酸烷基酯。例如，如果包含在(甲基)丙烯酸烷基酯中的烷基太长，则PSA的内聚力降低，从而玻璃化转变温度(Tg)或粘合强度可能会难以控制。因此，可以采用具有含有1～14个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。所述单体的例子可以包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基丁酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯和它们的组合。本发明的单体混合物可以包含80～99.9重量份的(甲基)丙烯酸酯单体。如果(甲基)丙烯酸酯单体的含量小于80重量份，则所述PSA的初始粘合强度可能会降低；如果(甲基)丙烯酸酯单体的含量超过99.9重量份，则由于内聚力的降低，耐久性也会降低。
所述包含在本发明的单体混合物中的可交联单体，是一种可以向丙烯酸类树脂提供可交联官能团并用于调整PSA的耐久性和可靠性、粘合强度以及内聚力的单体，其中该可交联官能团能够与下面的交联剂组分反应。
用于本发明的可交联单体的例子可以是但不局限于：含羟基的单体、含羧基的单体或含氮的单体。含羟基的单体的例子可以包括但不限于：(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(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；含羧基的单体的例子可以包括但不限于(甲基)丙烯酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙酸、3-(甲基)丙烯酰氧基丙酸、4-(甲基)丙烯酰氧基丁酸、丙烯酸二聚体、衣康酸、马来酸和马来酸酐；和含氮的单体的例子可以包括但不限于：(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己内酰胺。本发明可以使用其中的任意一种或组合。
本发明的单体混合物可以相对于(甲基)丙烯酸酯单体的重量，以0.1～20重量份的量包含可交联单体。如果所述可交联单体的含量小于0.1重量份，则PSA的耐久性和可靠性可能会降低；如果其含量超过20重量份，则由于过度的交联反应，粘合强度和/或剥离强度可能会降低。
本发明的单体混合物可以进一步包含通式1的化合物。所述通式1的化合物可以加入，用来调整PSA的玻璃化转变温度和提供其它功能。
[通式1]
Figure BPA00001297283400051
在通式1中，R1～R3独立地为氢或烷基，R4为氰基、烷基取代或未取代的苯基、乙酰氧基(acetyloxy)或COR5。此处，R5为烷基或烷氧基烷基取代或未取代的缩水甘油基氧基(glycidyloxy)、缩水甘油基烷氧基(glycidylalkyloxy)或氨基。
在R1～R5的定义中，烷基或烷氧基是具有1～8个碳原子的烷基或烷氧基，优选为甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基。
通式1的单体可以包括但不局限于，选自含氮的单体、苯乙烯类单体、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和含碳酸乙烯基酯(carbonic acid vinyl ester)中一种或多种，其中，所述含氮的单体包括(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺和N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺；所述苯乙烯类单体包括苯乙烯和甲基苯乙烯；所述含碳酸乙烯基酯包括醋酸乙烯酯。如果本发明的单体混合物包含通式1的化合物，则该化合物的含量可以是20重量份或小于20重量份。如果其含量超过20重量份，则PSA的挠性和/或剥离强度可能会降低。
制备包含上述组分的丙烯酸类树脂的方法不特别限定，可以包括常规的聚合方法，如溶液聚合法、光聚合法、本体聚合法、悬浮聚合法或乳液聚合法。在本发明中，所述丙烯酸类树脂可以采用乳液聚合法制备：当单体已被均匀地混合在一起，接着向其中加入引发剂之后，在50～140℃下进行乳液聚合。本发明中使用的引发剂可以是常规的引发剂，例如偶氮引发剂(如偶氮二异丁腈或偶氮二环己腈(azobiscyclohexane carbonitrile))和过氧化物(例如过氧化苯甲酰或过氧化乙酰)中的一种或至少两种的组合，但是本发明不局限于此。
本发明的PSA组合物包含交联剂组分，该交联剂组分通过与上面提到的丙烯酸类树脂反应可以形成交联结构。具体而言，本发明采用由双官能交联剂组成的交联剂组分。本发明中所使用的术语“由双官能交联剂组成的交联剂组分”是指只包括双官能交联剂而不包括多官能交联剂(即三官能团或更多官能团的交联剂)的交联剂组分。也就是说，该术语不表示所述交联剂组分是由三官能团或更多官能团的交联剂的混合物组成，或者是由双官能交联剂与三官能团或更多官能团的交联剂的混合物组成。但是，只要所述交联剂组分仅包括双官能交联剂，本发明就可以如上所述使用一种交联剂或至少两种交联剂的组合。
本发明中使用的交联剂的例子可以包括但不局限于常规的双官能交联剂，例如异氰酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺化合物、脲化合物、二醛化合物、羟甲基聚合物化合物、烃氧基金属(metal alkoxides)、金属盐和金属螯合化合物。在本发明中，所述交联剂优选但不局限于异氰酸酯化合物或环氧化合物，更优选为异氰酸酯化合物。
所述异氰酸酯化合物的例子可以包括芳族聚异氰酸酯(例如甲苯二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、四甲基二甲苯二异氰酸酯和萘二异氰酸酯)、脂肪族聚异氰酸酯(例如六亚甲基二异氰酸酯)、脂环族聚异氰酸酯(例如异佛尔酮二异氰酸酯)和聚异氰酸酯双官能加合物。
在本发明中，所述聚异氰酸酯双官能加合物可以通过芳族、脂肪族或脂环族聚异氰酸酯或者另外的聚异氰酸酯与二醇反应来制备。本发明中使用的二醇的例子可以包括但不局限于：乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、聚乙二醇、聚丙二醇和聚丁二醇。在本发明中，使二醇与聚异氰酸酯反应的方法不特别限定，因而可以是本领域中的常规方法。例如，所述双官能加合物可以采用比化学计算的量稍稍过量的聚异氰酸酯来制备。
同时，在本发明中，用作交联剂组分的环氧化合物的例子可以包括但不局限于：间苯二酚二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1，6-己二醇二缩水甘油醚、氢化双酚A二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚及其组合。
所述氮丙啶化合物、三聚氰胺化合物、脲化合物、二醛化合物、羟甲基聚合物化合物、烃氧基金属、金属盐和金属螯合化合物的种类不特别限定。也就是说，本发明从在PSA制造领域中通常已知的所有种类的多官能交联剂中选择双官能交联剂。
例如，本发明中使用的金属螯合化合物的例子可以包括但不局限于：其中多价金属(如铝、铁、锌、锡、钛、锑、镁和/或钒)与乙酰丙酮或乙酰乙酸乙酯配位的化合物。
在本发明的PSA组合物中，相对于100重量份的丙烯酸类树脂，所述交联剂组分可以以0.01～10重量份的量被包含，优选以0.01～5重量份的量被包含。如果所述交联剂的含量小于0.01重量份，则PSA的内聚力可能会降低；如果该含量超过10重量份，则脱层或起皱(lifting)可能会发生，从而降低耐久性和可靠性。
本发明的PSA组合物除上述组分外还可以进一步包含表面活性剂或增塑剂。如上所述，当表面活性剂或增塑剂加入混合时，在PSA制备中，用于完成与时间相关的变化的时间可以缩短，从而可以更迅速和有效地实现粘合强度的稳定性。在本发明中，一种或两种表面活性剂或增塑剂可以独立或同时使用。
只要表面活性剂如上所述起作用，本发明使用的表面活性剂的种类不特别限定。因此，所述表面活性剂的例子可以包括各种硅氧烷表面活性剂，特别是，聚环氧烷改性的聚二甲基硅氧烷(polyalkyleneoxide-modifiedpolydimethylsiloxane)。该聚环氧烷改性的聚二甲基硅氧烷可以是如下所示的通式2的化合物：
[通式2]
Figure BPA00001297283400081
在通式2中，Me为甲基，x为0或大于0的整数，y为1或大于1的整数，且A为-CH2CH2CH2O(EO)m(PO)nZ。其中，EO为亚乙基氧(ethyleneoxide)，PO为亚丙基氧(propyleneoxide)，Z为氢、胺基或烷基，且m+n为1或大于1(但是n不为0)。
在通式2的定义中，烷基可以具有1～20个碳原子，优选1～12个碳原子，更优选1～8个碳原子，最优选1～4个碳原子。
所述硅氧烷化合物的例子可以包括但不局限于可从Silwet获得的L系列产品(如Silwet L-7200、Silwet L-7210、Silwet L-7220、Silwet L-7230、SilwetL-7280、Silwet L-7550、Silwet L-7607、Silwet L-7608和Silwet L-8610)及其组合。
同时，本发明使用的增塑剂也不特别限定。例如，所述增塑剂可以是具有至少一个醚键的酯化合物，其可以是如下所示的通式3的化合物。
[通式3]
在通式3中，R6和R7独立地为氢、烷基、烯丙基或芳基，R8为氢或烷基，且n为2～20范围内的整数。
在通式3的化合物的取代基的定义中，烷基可以具有1～20个碳原子，优选4～12个碳原子。芳基可以具有6～20个碳原子，优选6～12个碳原子，更优选为苯基或萘基。
本发明中使用的通式3的化合物的例子可以包括但不局限于：二乙二醇二-2-乙基己酸酯(diethyleneglycol di-2-ethylhexanoate)、四乙二醇二-2-乙基己酸酯、聚乙二醇二-2-乙基己酸酯、三乙二醇二乙基丁酸酯、聚乙二醇二乙基丁酸酯、聚丙二醇二乙基己酸酯、三乙二醇二苯甲酸酯、四乙二醇二苯甲酸酯、聚乙二醇二苯甲酸酯、聚丙二醇二苯甲酸酯、聚乙二醇-2-乙基己酸酯苯甲酸酯(polyethyleneglycol-2-ethylhexanoate benzoate)及其组合。
在本发明的PSA组合物中，相对于100重量份的上述丙烯酸类树脂，所述表面活性剂或增塑剂可以以0.0001～10重量份的量被包含。该含量表示表面活性剂或增塑剂的量或表面活性剂和增塑剂的总量。如果表面活性剂或增塑剂的含量小于0.0001重量份，则通过加入表面活性剂或增塑剂所获得的效果可能会不显著；如果该含量超过10重量份，则PSA的包括耐久性和可靠性的物理性能可能会降低。
在本发明的PSA组合物中形成第二交联结构的组分不特别限定。也就是说，在本发明中，如果任何组分通过相互反应可以实现在压敏粘合剂中的第二交联结构，同时具有与丙烯酸类树脂和多官能交联剂低的反应性，则可以使用该组分。例如，本发明的PSA组合物可以包含多官能丙烯酸酯和聚合引发剂，作为形成第二交联结构的组分。
在这种情况下，本发明中使用的多官能丙烯酸酯的种类不特别限定。所述多官能丙烯酸酯的例子可以包括但不局限于双官能丙烯酸酯、三官能丙烯酸酯、四官能丙烯酸酯、五官能丙烯酸酯和六官能丙烯酸脂，其中，所述双官能丙烯酸酯包括1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇己二酸酯二(甲基)丙烯酸酯、羟基新戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二环戊基二(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的二环戊基二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性的二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酰氧基乙基异氰脲酸酯、烯丙基化的环己基二(甲基)丙烯酸酯(allylated cyclohexyl di(meth)acrylate)、三环癸烷二甲醇(甲基)丙烯酸酯、二羟甲基二环戊烷二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性的六氢邻苯二甲酸二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇改性的三甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、金刚烷二(甲基)丙烯酸酯和9，9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴；所述三官能丙烯酸酯包括三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、丙酸改性的二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷改性的三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三官能氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯和三(甲基)丙烯酰氧基乙基异氰脲酸酯；所述四官能丙烯酸酯包括二甘油四(甲基)丙烯酸酯和季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯；所述五官能丙烯酸酯包括丙酸改性的二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯；所述六官能丙烯酸酯包括二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯和氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯(例如，通过异氰酸酯单体与三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯反应得到的产物)。
在本发明中，可以使用所述多官能丙烯酸酯的前述例子中的一种或两种或更多种的混合物，但不限于此。具体而言，希望使用但不局限于分子量小于1,000的三官能或更高官能丙烯酸酯，从而获得优异的耐久性。
在本发明的一方面，所述多官能丙烯酸酯可以在骨架结构中具有环结构。这种丙烯酸酯使得PSA更硬，从而更有效地阻止漏光。在这种情况下，包含在丙烯酸酯中的环结构可以是碳环或杂环结构、或单环或多环结构。所述具有环结构的多官能丙烯酸酯的例子可以包括但不局限于：包含具有异氰脲酸酯结构的单体的六官能丙烯酸酯(例如三(甲基)丙烯酰氧基乙基异氰脲酸酯)和异氰酸酯改性的氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯(如通过异氰酸酯单体与三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯反应得到的产物)。
在本发明的PSA组合物中，相对于100重量份的丙烯酸类树脂，所述多官能丙烯酸酯可以以5～40重量份的量被包含。如果所述多官能丙烯酸酯的含量小于5重量份，则在高温下耐久性可能会降低，或漏光可能会增加。如果该含量超过40重量份，则在高温下耐久性可能会降低。
能够形成第二交联结构、与上述多官能丙烯酸酯一起包含在本发明的PSA组合物中的聚合引发剂的种类，不特别限定。例如，所述聚合引发剂可以是选自由光引发剂和热引发剂组成的组中的一种或多种，且优选同时使用光引发剂和热引发剂。由于所述光引发剂和热引发剂同时包含在PSA组合物中，因此可以提高PSA的所有种类的物理性能(包括低漏光性)。相对于100重量份的上述丙烯酸类树脂，所述聚合引发剂可以以0.2～20重量份的量被包含。
本发明可以使用任何能够在PSA的固化过程中通过UV照射而与上述多官能丙烯酸酯反应以形成第二交联结构的光引发剂。本发明中使用的光引发剂的种类不特别限定，因而所述光引发剂可以为安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香正丁醚、安息香异丁醚、苯乙酮、二甲基氨基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-羟基环戊基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-2-(羟基-2-丙基)酮、二苯甲酮、对苯基二苯甲酮、4，4’-二乙基氨基二苯甲酮、二氯二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、2-甲基噻吨酮、2-乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2，4-二甲基噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮、苄基二甲基缩酮(benzyldimethylketal)、苯乙酮二甲基缩酮(acetophenone dimethylketal)、对二甲氨基苯甲酸酯(p-dimethylamino benzoic acid ester)、低聚[2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮]或2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦。可以使用上述光引发剂中的一种或至少两种的组合，但是本发明不局限于此。
在本发明的PSA组合物中，相对于100重量份的丙烯酸类树脂，所述光引发剂可以以0.2～20重量份的量，优选0.2～10重量份的量，更优选0.2～5重量份的量被包含。具体而言，在本发明的组合物中，相对于100重量份的上述多官能丙烯酸酯，所述光引发剂可以以0.2～20重量份的量被包含。如果所述光引发剂的含量超过上述范围，则不易于与所述多官能丙烯酸酯反应，或由于反应后组分残留，而引起PSA的物理性能可能会降低。
本发明中使用的热引发剂的种类也不特别限定，从而可以考虑所要得到的物理性能来选择。例如，本发明可以使用具有高于40℃并低于100℃的10小时半衰期温度的热引发剂。当所述热引发剂的半衰期温度设定在此范围内，可以充分保证适用时间，且用于热引发剂分解的干燥温度可适宜地保持。
只要热引发剂具有上述物理性能，本发明中使用的热引发剂的种类不特别限定。例如，所述热引发剂可以是常规的引发剂，如偶氮化合物、过氧化物化合物或氧化还原化合物。本发明中，所述偶氮化合物的例子可以包括但不局限于2，2’-偶氮双(2-甲基丁腈)、2，2’-偶氮双(异丁腈)、2，2’偶氮双(2，4-二甲基戊腈)、2，2’-偶氮双-2-羟甲基丙腈、二甲基-2，2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)和2，2’-偶氮双(4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈；所述过氧化物化合物的例子可以包括无机过氧化物和有机过氧化物，其中所述无机过氧化物包括过乳酸钾(potassium perlactate)、过硫酸铵和过氧化氢，所述有机过氧化物包括二酰基过氧化物、过氧二碳酸酯、过氧酯、四甲基丁基过氧新癸酸酯(如Perocta ND，NOF)、双(4-丁基环己基)过氧二碳酸酯(如Peroyl TCP，NOF)、二(2-乙基己基)过氧碳酸酯、丁基过氧新癸酸酯(如Perbutyl ND，NOF)、二丙基过氧二碳酸酯(如Peroyl NPP，NOF)、二异丙基过氧二碳酸酯(如Peroyl IPP，NOF)、二乙氧基乙基过氧二碳酸酯(如Peroyl EEP，NOF)、二乙氧基己基过氧二碳酸酯(如Peroyl OEP，NOF)、己基过氧二碳酸酯(如Perhexyl ND，NOF)、二甲氧基丁基过氧二碳酸酯(如Peroyl MBP，NOF)、双(3-甲氧基-3-甲氧基丁基)过氧二碳酸酯(如Peroyl SOP，NOF)、二丁基过氧二碳酸酯、二鲸蜡基过氧二碳酸酯、二肉豆蔻基过氧二碳酸酯、1，1，3，3-四甲基丁基过氧新戊酸酯、己基过氧新戊酸酯(如Perhexyl PV，NOF)、丁基过氧新戊酸酯(如Perbutyl，NOF)、三甲基己酰过氧化物(如Peroyl 355，NOF)、二甲基羟基丁基过氧新癸酸酯(如Luperox610M75，Atofina)、戊基过氧新癸酸酯(如Luperox 546M75，Atofina)、丁基过氧新癸酸酯(如Luperox 10M75，Atofina)、叔丁基过氧新庚酸酯、戊基过氧新戊酸酯(如Luperox 546M75，Atofina)、叔丁基过氧新戊酸酯、叔戊基过氧-2-乙基己酸酯、月桂基过氧化物、过氧化二月桂酰、过氧化二癸酰、过氧化苯甲酰和过氧化二苯甲酰。所述基于氧化还原的化合物的例子可以包括但不局限于：过氧化物化合物与还原剂的混合物。本发明可以使用上述热引发剂中的一种或至少两种的组合。
在本发明的组合物中，相对于100重量份的丙烯酸类树脂，所述热引发剂可以以0.2～20重量份的量，优选0.2～5重量份的量被包含。如果所述热引发剂的含量小于0.2重量份，则所述PSA的漏光性可能会变差；如果该含量超过20重量份，则所述PSA的耐久性和可靠性可能会降低。
本发明的PSA组合物可以进一步包含硅烷偶联剂。当所述组合物在高温和/或高湿条件下保持长时间时，所述偶联剂提高PSA与玻璃基板之间的内聚力和粘合稳定性，提高耐热性和防潮性，并提高粘结可靠性。本发明使用的偶联剂的例子可以包括γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基甲基乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷(3-isocyanato propyl triethoxy silane)、γ-乙酰乙酸酯丙基三甲氧基硅烷、γ-乙酰乙酸酯丙基三乙氧基硅烷、β-氰基乙酰基三甲氧基硅烷、β-氰基乙酰基三乙氧基硅烷和乙酰氧基乙酰基三甲氧基硅烷，且本发明可以使用其中的任意一种或组合。优选使用具有乙酰乙酸酯或β-氰基乙酰基的硅烷偶联剂，但是本发明不局限于此。在本发明的组合物中，相对于100重量份的丙烯酸类树脂，所述硅烷偶联剂可以以0.01～5重量份的量、优选0.01～1重量份的量被包含。如果所述硅烷偶联剂的含量小于0.01重量份，则粘合强度可能提高得不显著；如果该含量超过5重量份，则耐久性和可靠性可能会降低。
为了调整粘合强度，相对于100重量份的丙烯酸类树脂，所述PSA组合物可以进一步包括1～100重量份的增粘剂树脂。所述增粘剂树脂的种类不特别限定。例如，所述增粘剂树脂可以是(氢化)烃类树脂、(氢化)松香树脂、(氢化)松香酯树脂、(氢化)萜烯树脂、(氢化)萜烯酚醛树脂、聚合松香酯树脂或它们的组合。如果所述增粘剂树脂的含量小于1重量份，则通过加入增粘剂树脂获得的效果可能会微不足道。如果其含量超过100重量份，则相容性和/或内聚力可能会降低。
本发明的PSA组合物可以进一步包含选自由环氧树脂、交联剂、紫外线稳定剂、抗氧化剂、着色剂、增强剂、填料、发泡剂、表面活性剂和增塑剂组成的组中的至少一种添加剂。
本发明也涉及一种偏振片，包括：偏振膜或偏振元件；和在所述偏振膜或偏振元件的一面或两面上形成的压敏粘合剂(PSA)层，该压敏粘合剂(PSA)层包含根据本发明的固化PSA组合物。
形成偏振片的偏振膜或偏振元件的种类不特别限定。例如，在本发明中，作为偏振膜或偏振元件，可以使用通过在聚乙烯醇树脂膜上加入偏振成分(比如碘或二向色染料)并拉伸该膜而制成的膜。所述聚乙烯醇树脂可以包括聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩乙醛和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的水解产物等。同样，对所述偏振膜的厚度没有限制，因此所述偏振膜可以以常规的厚度制成。
所述偏振片可以形成为多层膜，其中，保护膜层叠在所述偏振膜的一面或两面上，所述保护膜，比如纤维素膜(例如三乙酰纤维素)、聚酯膜(例如聚碳酸酯膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)、聚醚砜膜和/或聚烯烃膜(例如聚乙烯膜、聚丙烯膜、具有环或降冰片烯结构的聚烯烃膜或乙烯-丙烯共聚物膜)。此时，这些保护膜的厚度也不特别限定。所述保护膜可以以常规厚度形成。
在本发明中在偏振膜或偏振元件上形成压敏粘合剂(PSA)层的方法不特别限定。例如，所述方法可以是如下方法：采用常规工具(例如刮条涂布机)将PSA组合物(涂料溶液)涂布在偏振膜或偏振元件上，然后使所得物固化的方法；或者，将PSA组合物涂布到可剥离元件的表面上，使所得物固化，而后将形成的PSA层转移到所述偏振膜或偏振元件的表面上的方法。在本发明中，可以调整包含在PSA组合物(涂料溶液)中的多官能交联剂，以阻止在涂布时官能团之间的交联反应，从而获得均匀的涂层。因此，所述交联剂可以在涂布之后的固化和老化过程中形成交联结构，从而提高PSA的内聚力、粘附性和可切割性。
在本发明中形成所述PSA层的方法可以在挥发性组分或起泡诱导组分(比如反应残留物)从PSA组合物(涂料溶液)中充分除去之后进行。因此，在PSA中，可以防止降低弹性的非常低的交联密度或分子量，以及防止由于在高温下在玻璃片和PSA层之间生成气泡而引起的散射。
在偏振片的形成过程中，固化本发明的PSA组合物的方法不特别限定。例如，所述方法可以通过适当加热而活化包含在组合物中的热引发剂来进行，或者通过适当施加辐射(例如UV或电子射线)而诱导光引发剂的活化来进行。在本发明中，采用热和辐射固化方法都可以形成所述PSA层。
在所述辐射固化方法中，UV可以通过高压汞灯、非电极灯或氙灯来施加。此外，只要UV量控制为进行充分的固化而不损害所有的物理性能，在UV固化中使用的UV量就不特别限定。例如，照度可以在50～1000mW/cm2范围内，辐射强度可以在50～1000mJ/cm2范围内。
通过上述方法形成的PSA层可以具有在80～99％范围内的凝胶含量，凝胶含量由公式1表示：
[公式1]
凝胶含量(％)＝B/A×100，
在公式1中，A是PSA的重量，B是在室温下将PSA浸入乙酸乙酯中48小时后未溶解的PSA的干重。
如果所述凝胶含量小于80％，则PSA在高温和/或高湿条件下的耐久性和可靠性可能会降低；如果该凝胶含量超过99％，则PSA的应力松弛性可能会降低。
所述偏振片可以进一步包括选自由保护层、反射层、防眩层、延迟片、宽视角补偿膜和亮度增强膜组成的组中的至少一种功能层。
本发明也涉及一种液晶显示器，所述液晶显示器包括其中偏振片粘合在液晶盒的一面或两面上的液晶面板。
构成本发明的液晶显示器的液晶盒的种类不特别限定。所述液晶盒的例子包括通用的液晶盒，例如扭曲向列(TN)型、超扭曲向列(STN)型、面内转换(IPS)型和垂直排列型(VA)的液晶盒。此外，包括在所述液晶显示器中的其它部件和制造液晶显示器的方法不特别限定，从而可以采用本领域已知的常规结构而没有限制。
实施例
在下文中，关于实施例和比较实施例，将对本发明进行更详细的描述，但是本发明的范围不局限于下面描述的实施例。
实施例1
丙烯酸系共聚物的形成
向配有用于回流氮气的装置和用于易于调节温度的冷却装置的1L反应器中，加入99重量份丙烯酸正丁酯(n-BA)和1.0重量份丙烯酸羟乙酯(HEA)。其后，向反应器中注入120重量份的乙酸乙酯(EAc)作为溶剂，氮气吹洗60分钟以除去氧。然后，该反应器保持在60℃，接着引入0.03重量份的偶氮二异丁腈(AIBN)作为反应引发剂，反应8小时。从而，制得重均分子量为1,700,000和分子量分布(Mw/Mn)为3.4的丙烯酸类树脂。
PSA组合物的形成
相对于100重量份的丙烯酸类树脂，将15重量份的三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯(分子量：423，三官能团的，aronix M-315)、1.5重量份的二苯甲酮和1-羟基环己基苯基甲酮(重量比：1∶1)的混合物作为光聚合引发剂、0.5重量份的基于六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的双官能交联剂作为交联剂和0.2重量份的硅烷偶联剂混合在一起，从而形成PSA组合物。
PSA偏振片的形成
将上述PSA组合物涂覆在PET膜(三菱公司，MRF-38)上至在干燥后具有25μm的厚度，接着在烘箱中在110℃干燥3分钟，其中所述PET膜是脱模处理(releasing-treated)的剥离性薄片且具有38μm的厚度。其后，将干燥的涂层在恒温和恒湿的空间(23℃，55％RH)储存约24小时，接着将该PSA层压在一面上涂层有WV液晶层的偏振片的宽视野(WV)涂层上。然后，将UV施加在层压后的所得物上，从而制成PSA偏振片。
UV辐射装置：高压汞灯
辐射条件：照度＝600mW/cm2，辐射强度＝150mJ/cm2
实施例2～6和比较实施例1和2
除了如表1中所示PSA组合物的组成改变之外，用与实施例1中描述的相同的方法形成PSA偏振片。
[表1]
Figure BPA00001297283400171
测定在实施例和比较实施例中形成的PSA的性能。
1.剥离强度
将根据实施例和比较实施例形成的PSA偏振片切成25mm(宽)×100mm(长)的尺寸而制备试样。将剥离性薄片从所述试样上移除，接着利用层压机附着在非碱性玻璃上。其后，将该层合的试样在高压釜(50℃，5atm)中压制约20分钟，然后在恒温和恒湿(23℃，50％RH)的条件下储存4小时。之后，利用分析仪(质构仪(Texture analyzer)，UK stable micro system)以300mm/min的剥离速率和180°的剥离角测定粘合强度。在室温下附着并储存1、2、3、4和7天后，测定粘合强度(RT粘合强度)；以及在附着和在50℃储存4小时，接着在RT储存1、2、3、4和7天后，测定粘合强度(升高温度的粘合强度)。
2.耐久性与可靠性
将如上所述形成的PSA偏振片切成262mm(宽)×465mm(长)的尺寸而制备样品，接着粘合在玻璃基板(具有尺寸为300mm(宽)×470mm(长)×0.7mm(高))的两表面上以使光学吸收轴相交叉，从而制备试样。为了防止起泡或污染，将样品与玻璃基板粘合是在洁净室中约5kg/cm2的压力下进行的。为了分析耐湿热性，将试样在温度60℃和相对湿度90％的条件下(耐湿热条件)保持250小时，然后观察是否起泡或剥离。此外，耐热性是通过将试样在80℃的温度下保持250小时(耐热条件)后，观察是否起泡或剥离来分析的。此处，所述试样在室温下保持24小时后，立即评价试样的状态，其评价标准如下：
○：没有起泡或剥离；
×：起泡或剥离。
3.光传输均匀性
将根据实施例和比较实施例形成的PSA偏振片应用于17″面板，来评价光传输的均匀性。具体而言，在面板的四个角处测定光传输。如果光泄漏区域小于2cm，则光传输评价为“○”；如果光泄漏区域大于2cm，则光传输评价为“×”。
上述评价结果示于表2中。
[表2]
Figure BPA00001297283400181
从表2中的结果可以看出，根据实施例和比较实施例形成的所有PSA，在耐久性与可靠性和光传输均匀性方法均表现出良好的性能。但是，在采用由双官能交联剂组成的交联剂组分的实施例中，3天后的PSA的RT粘合强度特性迅速稳定到700g/25mm(即在这个产业中的规定)或更低，其升高温度的粘合强度特性也迅速稳定到1500g/25mm(即在这个产业中的规定)或更低。在另外包含增塑剂的PSA的情况下，耐久性与可靠性和光传输均匀性得到提高，但是当使用三官能交联剂(比较实施例1)或双官能和三官能交联剂组合(比较实施例2)时，需要很长时间来稳定粘合强度或终止与时间相关的变化。因此，可以确定，在粘合7天之后RT和升高温度的粘合强度大大超过了业内规定。
根据本发明，包括IPN结构的PSA使用由双官能交联剂组成的交联剂组分，从而阻止了PSA分子的扩散系数的降低和有效地进行树脂和交联剂之间的固化。如果需要，所述PSA也可以使用表面活性剂或增塑剂，从而提高上述效果。因此，本发明可以提供PSA组合物、包含固化的PSA的偏振片和液晶显示器，所述PSA组合物展现出可加工性和光学性能、高的耐久性与可靠性、在PSA形成之后通过迅速使变化终止而快速使粘合强度稳定，以及在室温下或升高的温度下具有高的可再加工性。
本发明的示范性实施方案已在本发明中公开，尽管使用了具体的术语，但是它们仅以一般性的和说明性的含义使用和用于解释，而不是为了限制的目的。因此，本领域的普通技术人员要理解，在不偏离本发明的如所附权利要求中阐明的精神和范围的情况下，可以进行多种形式和细节的改变。

Claims (19)

1.一种压敏粘合剂组合物，在固化状态中包括互相穿透的聚合物网络结构，
其中，所述组合物包含丙烯酸类树脂、由双官能交联剂组成的交联剂组分、为三(甲基)丙烯酰氧基乙基异氰脲酸酯的多官能丙烯酸酯和聚合引发剂，以及，
所述组合物满足下面的数式1：
[数式1]
X1≤700g/25mm
其中，X1表示剥离强度，该剥离强度是在由压敏粘合剂组合物形成的压敏粘合剂被粘合在被粘物上，然后在室温下储存168小时之后测定的。
2.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述丙烯酸类树脂的重均分子量为300,000或高于300,000。
3.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述丙烯酸类树脂是包含80～99.9重量份的(甲基)丙烯酸酯单体和0.1～20重量份的可交联单体的单体混合物的聚合物。
4.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述双官能交联剂是选自由异氰酸酯化合物、环氧化合物、氮丙啶化合物、三聚氰胺化合物、脲化合物、二醛化合物、羟甲基聚合物、烃氧基金属、金属盐和金属螯合化合物组成的组中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述异氰酸酯化合物包括选自由芳族聚异氰酸酯、脂肪族聚异氰酸酯、脂环族聚异氰酸酯和聚异氰酸酯的双官能加合物组成的组中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述双官能加合物是通过聚异氰酸酯化合物与二醇化合物的反应所制得的产物。
7.根据权利要求4所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述环氧化合物包括选自由间苯二酚二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、氢化双酚A二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚和聚丙二醇二缩水甘油醚组成的组中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，其中，相对于100重量份的丙烯酸类树脂，所述交联剂组分以0.01～10重量份的量被包含。
9.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，该组合物进一步包含表面活性剂或增塑剂。
10.根据权利要求9所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述表面活性剂是聚环氧烷改性的聚二甲基硅氧烷。
11.根据权利要求9所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述表面活性剂由通式2表示：
[通式2]
Figure FDA0000450232910000021
其中，Me为甲基，x为0或大于0的整数，y为1或大于1的整数，A为–CH2CH2CH2O(EO)m(PO)nZ，EO为亚乙基氧，PO为亚丙基氧，Z为氢、胺基或烷基，且m+n为1或大于1，但n不为0。
12.根据权利要求9所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述增塑剂是具有至少一个醚键的酯化合物。
13.根据权利要求9所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述增塑剂由通式3表示：
[通式3]
Figure FDA0000450232910000022
其中，R6和R7独立地为氢、烷基、烯丙基或芳基，R8为氢或烷基，以及n为2～20范围内的整数。
14.根据权利要求9所述的压敏粘合剂组合物，其中，相对于100重量份的丙烯酸类树脂，所述表面活性剂或增塑剂是以0.0001～10重量份的量被包含。
15.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，其中，相对于100重量份的丙烯酸类树脂，所述多官能丙烯酸酯是以5～40重量份的量被包含。
16.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，其中，所述聚合引发剂包括选自由热引发剂和光引发剂组成的组中的至少一种。
17.根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物，其中，相对于100重量份的丙烯酸类树脂，所述聚合引发剂是以0.2～20重量份的量被包含。
18.一种偏振片，包括：
偏振膜或偏振元件；和
在所述偏振膜或偏振元件的一面或两面上形成的压敏粘合剂层，该压敏粘合剂层包含根据权利要求1所述的压敏粘合剂组合物的固化产物。
19.一种液晶显示器，包括其中根据权利要求18所述的偏振片粘合在液晶盒的一面或两面上的液晶面板。
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