CN111108419B - 偏光板和包括其的图像显示装置 - Google Patents

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Abstract

本说明书提供了偏光板和包括所述偏光板的图像显示装置,所述偏光板包括偏振器;和设置在偏振器的一个表面或两个表面上的直接邻接所述偏振器的保护层,其中所述保护层是用于偏光板保护层的可光固化组合物的固化材料,所述可光固化组合物包含环氧化合物和基于氧杂环丁烷的化合物。

Description

偏光板和包括其的图像显示装置
技术领域
本申请要求于2017年9月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0122706号和2017年9月22日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0122699号的优先权和权益,其全部内容通过引用并入本文。
本说明书涉及偏光板和包括其的图像显示装置。
背景技术
用于液晶显示装置的现有偏光板使用一般的基于聚乙烯醇的偏振器,并且具有在偏振器的至少一个侧表面上附接保护膜例如三乙酰纤维素(TAC)的构造。
在最近的偏光板市场中,对低漏光和薄化的需求日益增加,并且为了满足这些特性,已经检验了在偏振器上直接形成保护膜的方法代替使用预先形成为膜的现有保护基板。
然而,当在现有的拉长型基于聚乙烯醇的偏振器上直接形成保护膜时,与如在现有技术中那样在两个表面上使用保护基板时相比,难以解决由高温下偏振器收缩产生的应力引起的偏振器被撕裂的问题。
发明内容
技术问题
本说明书涉及提供偏光板和包括其的图像显示装置。
技术方案
本说明书的一个实施方案提供了偏光板,其包括:偏振器;和
设置在偏振器的一个表面或两个表面上的直接邻接偏振器的保护层,
其中保护层是用于偏光板保护层的可光固化组合物的固化材料,所述可光固化组合物包含环氧化合物和基于氧杂环丁烷的化合物,
并且,在保护层的傅里叶变换红外光谱法(FTIR)的光谱中,满足以下方程式1。
[方程式1]
Figure GDA0002419040970000021
在方程式1中,
Ie是在保护层的傅里叶变换红外光谱法(FTIR)的光谱中,920cm-1至900cm-1处的峰强度相对于1740cm-1至1700cm-1处的峰强度的比率,以及
Ia是在保护层的傅里叶变换红外光谱法(FTIR)的光谱中,1420cm-1至1380cm-1处的峰强度相对于1740cm-1至1700cm-1处的峰强度的比率。
本说明书的另一个实施方案提供了包括上述偏光板的图像显示装置。
有益效果
根据本说明书的一个实施方案的偏光板用一个涂层替代在其间设置有粘附层的现有基底层,并因此具有实现偏光板的薄化和轻量化以及使成本和过程最小化的优点。
根据本说明书的一个实施方案的偏光板具有相位差小或几乎没有相位差的优点。
根据本说明书的一个实施方案的偏光板通过包括具有高拉伸模量和储能模量的保护层而具有当使用于保护层的可光固化组合物固化以形成保护层时不引起显著收缩的优点。
此外,具有即使在高温或高湿度环境下也可以抑制由偏振器的收缩或膨胀引起的漏光的优点。
此外,保护层的拉伸模量和拉伸模量高,并且具有即使在保护层上不包括单独的保护膜时也具有高耐久性的优点。
根据本说明书的一个实施方案的偏光板在高温环境下具有优异的耐久性,并且具有在用于大面积的液晶显示装置中时抑制漏光的优点。
附图说明
图1示出了根据本说明书的一个实施方案的偏光板。
图2示出了根据本说明书的另一个实施方案的偏光板。
图3示出了根据本说明书的又一个实施方案的偏光板。
图4是示出根据本说明书的一个实施方案的图像显示装置的一个实例的截面图。
图5是比较例8的偏光板的保护层的FTIR光谱。
图6是实施例1的偏光板的保护层的FTIR光谱。
[附图标记]
10:偏振器
20:保护层
30:保护膜
40:胶合层
100:偏光板
200:液晶面板
具体实施方式
在此,将描述本公开。
在本说明书中,将某个构件放置在另一构件“上”的描述不仅包括一个构件邻接另一构件的情况,而且还包括在这两个构件之间存在又一构件的情况。
在本说明书中,除非特别相反地说明,否则某部分“包含”某些构成的描述意指还能够包含其他构成,并且不排除其他构成。
在本说明书中,FTIR意指傅里叶变换红外光谱法,并且在测量中可以使用Varian3100FT-IR(由Varian,Inc.制造)。
在本说明书中,“1740cm-1至1700cm-1处的峰强度”是保护层的C=O键的峰强度,并且用于归一化其他峰强度。
在本说明书中,“920cm-1至900cm-1处的峰强度”是保护层的氧杂环丁烷化合物的环氧乙烷基团的C-O键(环氧乙烷基团的伸缩C-O)的峰强度。
在本说明书中,“1420cm-1至1380cm-1处的峰强度”是保护层的丙烯酸类化合物的=CH-H键(丙烯酸酯的=CH-H键)的峰强度,Ie表示保护层的环氧基的存在,并且Ia表示保护层的丙烯酸酯基的存在。
在本说明书中,峰强度对应于FTIR光谱的峰面积。例如,可以使用直接积分方法推导出峰面积。此外,假设FTIR光谱的一个峰具有高斯分布,则峰面积可以由峰的高度和半值宽的乘积表示。
在本说明书中,可以在使保护层组合物固化之前/之后分别测量峰强度。
在下文中,将描述根据本说明书的一个实施方案的偏光板。
根据图1,根据本说明书的一个实施方案的偏光板包括偏振器(10);和设置在偏振器(10)的一个表面或两个表面上的直接邻接偏振器的保护层(20)。
本说明书的一个实施方案提供了偏光板,其包括:偏振器;和
设置在偏振器的一个表面或两个表面上的直接邻接偏振器的保护层,
其中保护层是用于偏光板保护层的可光固化组合物的固化材料,所述可光固化组合物包含环氧化合物和基于氧杂环丁烷的化合物,
并且,在保护层的傅里叶变换红外光谱法(FTIR)的光谱中,满足以下方程式1。
[方程式1]
Figure GDA0002419040970000041
在方程式1中,
Ie是在保护层的傅里叶变换红外光谱法(FTIR)的光谱中,920cm-1至900cm-1处的峰强度相对于1740cm-1至1700cm-1处的峰强度的比率,以及
Ia是在保护层的傅里叶变换红外光谱法(FTIR)的光谱中,1420cm-1至1380cm-1处的峰强度相对于1740cm-1至1700cm-1处的峰强度的比率。满足方程式1意味着偏光板的保护层几乎不包含丙烯酸酯基。与保护层包含丙烯酸酯基或丙烯酸类化合物时相比,这在增强保护层的韧性和硬度方面是有效的。
此外,当使偏振器或偏光板拉长时,在偏振器上产生应力,并且当将偏光板暴露于高温时,在偏振器上出现裂纹。将保护层引入偏振器以防止这种现象,并且当保护层包含丙烯酸酯基或丙烯酸类化合物时,保护层可能无法有效地保护偏振器,从而导致在高温下偏振器上的裂纹出现的问题。
同时,当保护层不包含丙烯酸酯基或丙烯酸类化合物并且包含环氧化合物和氧杂环丁烷化合物时,保护层有效地保护偏振器,这有效地抑制了在高温下偏振器上的裂纹出现。
在本说明书的一个实施方案中,[方程式1]可以由以下方程式1-1或方程式1-2表示。与保护层包含丙烯酸酯基或丙烯酸类化合物时相比,这在增强保护层的韧性和硬度方面是有效的。
[方程式1-1]
Figure GDA0002419040970000051
[方程式1-2]
Figure GDA0002419040970000052
在本说明书的一个实施方案中,保护层的厚度为4μm至11μm,优选5μm至10μm,并且更优选6μm至8μm。小于上述范围的保护层厚度具有降低保护层的硬度或高温耐久性的问题,而大于上述范围的厚度在使偏光板薄化方面是不合适的。
在本说明书的一个实施方案中,保护层在80℃下的热膨胀系数可以为100ppm/K或更小、85ppm/K或更小、大于或等于10ppm/K且小于或等于100ppm/K、或者大于或等于10ppm/K且小于或等于85ppm/K。
在本说明书的一个实施方案中,当在低于80℃的温度下测量时保护层的热膨胀系数可以为100ppm/K或更小、85ppm/K或更小、大于或等于10ppm/K且小于或等于100ppm/K、或者大于或等于10ppm/K且小于或等于85ppm/K。
在本说明书的一个实施方案中,保护层在高于40℃且低于80℃的温度下测量时的热膨胀系数可以为100ppm/K或更小、85ppm/K或更小、大于或等于10ppm/K且小于或等于100ppm/K、或者大于或等于10ppm/K且小于或等于85ppm/K。
在本说明书的一个实施方案中,保护层在70℃下的热膨胀系数可以为100ppm/K或更小、85ppm/K或更小、大于或等于10ppm/K且小于或等于100ppm/K、或者大于或等于10ppm/K且小于或等于85ppm/K。
在本说明书的一个实施方案中,保护层在60℃下的热膨胀系数可以为100ppm/K或更小、85ppm/K或更小、大于或等于10ppm/K且小于或等于100ppm/K、或者大于或等于10ppm/K且小于或等于85ppm/K。
满足上述范围的保护层的热膨胀系数具有有效地抑制在热冲击环境下偏光板或偏振器上的裂纹出现的优点。
测量热膨胀系数的方法没有特别限制,例如,将通过涂覆具有与保护层相同组成的可光固化组合物而制备的厚度为50μm的固化试样切割成6mm宽和10mm长的尺寸,并且在将拉伸负荷保持在0.05N时,随着温度从30℃开始升高至150℃测量长度的变化。在此,升温速率为5℃/分钟,在完成测量之后,将热膨胀系数(CTE)值计算为从40℃至目标温度改变的长度。目标温度为80℃或低于80℃的温度,例如,为70℃或60℃。
在本说明书的一个实施方案中,保护层的玻璃化转变温度(Tg)可以高于或等于90℃且低于或等于170℃,优选高于或等于100℃且低于或等于150℃,更优选高于或等于100℃且低于或等于130℃。满足上述数值范围的保护层的玻璃化转变温度具有保持保护层在高温环境下的特性的优点。
测量保护层的玻璃化转变温度的方法没有特别限制,例如,将具有与保护层相同组成的可光固化组合物涂覆在离型膜(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)上至6μm至7μm的厚度,在通过照射紫外线使所得物固化后,移除离型膜,并且在取5mg至10mg试样之后通过差示扫描量热法(DSC)测量玻璃化转变温度。在此,对于测量温度,在以5℃/分钟的升温速率从25℃的温度开始将温度升高至150℃的同时测量热流,并测量拐点处的玻璃化转变温度。
根据本说明书的一个实施方案的偏光板包括直接形成在偏振器的任一表面或两个表面上的保护层。由于偏振器容易受到外部冲击,因此普通的偏光板包括偏振器和在其两个表面上的用粘合剂粘附的保护膜。这具有偏光板厚度因所粘附的保护膜的厚度而增加的问题。
然而,通过根据本说明书的一个实施方案的偏光板包括设置在偏振器的一个表面或两个表面上的保护层,不包括单独的保护膜,或者仅在偏振器的一个表面上包括保护膜,从而显著减小了厚度,并且获得能够节约成本的偏光板。因此,可以获得薄膜化且轻量化的图像显示装置。
在本说明书的一个实施方案中,保护层用于支撑和保护偏振器,并且可以使用本领域公知的方法形成。
根据本说明书的一个实施方案的偏光板的保护层各自可以直接邻接偏振器。直接邻接偏振器的一个表面或两个表面意指偏振器和保护层彼此邻接而在之间未设置粘合剂层。换言之,通过根据本说明书的保护层在没有粘合剂层的情况下直接形成在偏振器上,可以提供薄偏光板。
根据本说明书的一个实施方案的偏光板的保护层各自可以直接邻接偏振器的两个表面。
在本说明书的一个实施方案中,保护层可以设置在偏振器的两个表面上。
根据本说明书的一个实施方案的偏光板的保护层在保护偏振器的同时有效地抑制在严酷环境下偏振器上的裂纹出现。
在本说明书的一个实施方案中,保护层在80℃下的储能模量为1500Mpa或更大、大于或等于1500Mpa且小于或等于10000Mpa,优选大于或等于1800Mpa且小于或等于8000Mpa,并且更优选大于或等于2000Mpa且小于或等于7000Mpa。当保护层的储能模量满足上述数值范围时,施加至偏振器的应力得到有效地抑制,这在有效地抑制由偏振器在高温或高湿度环境下的收缩或膨胀引起的偏振器上的裂纹出现方面是有效的。此外,偏振器的粘合强度增强。因此,通过抑制偏光板在高温下的收缩和膨胀,当在液晶面板等中使用偏光板时,可以防止漏光的发生,并且获得优异的粘合强度。特别地,80℃下的储能模量大于或等于2000Mpa且小于或等于7000Mpa的保护层具有通过有效地抑制偏光板在高温下的收缩而非常有效地抑制偏振器上的裂纹出现的优点。
在如下过程之后通过DMA来测量保护层的储能模量:将具有与保护层相同组成的可光固化组合物涂覆在离型膜(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)上至50μm的厚度,通过在光强度为1000mJ/cm2或更大的条件下照射紫外线使所得物固化,然后移除离型膜,并将试样激光切割成一定尺寸。在此,在将作为测量温度的温度以5℃/分钟的升温速率从-30℃升高至160℃的同时,在以10%应变进行恒定拉伸时测量储能模量,并记录80℃下的储能模量值。
在本说明书的一个实施方案中,保护层在25℃下的拉伸模量为1700Mpa或更大,优选1800Mpa或更大,并且更优选2000Mpa或更大。当保护层的拉伸模量满足上述数值范围时,施加至偏振器的应力得到有效地抑制,这在有效地抑制由偏振器在高温或高湿度环境下的收缩或膨胀引起的偏振器上的裂纹出现方面是有效的。此外,偏振器的粘合强度增强。因此,通过抑制偏光板在高温下的收缩和膨胀,当在液晶面板等中使用偏光板时,可以防止漏光的发生,并且获得优异的粘合强度。
在如下过程之后通过万能测试机(UTM)来测量保护层的拉伸模量:将具有与保护层相同组成的组合物涂覆在离型膜(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)上至100μm的厚度,通过在光强度为1000mJ/cm2或更大的条件下照射紫外线使所得物固化,然后移除离型膜,并将试样激光切割成10mm宽度。在此,拉伸模量通过在25℃的测量温度下以50mm的测量长度和50mm/分钟的拉伸速率恒定地拉伸而获得的应力-应变(S-S)曲线来获得。拉伸模量是通过将S-S曲线的初始斜率值乘以100获得的。
在本说明书的一个实施方案中,当使偏光板在80℃下静置4小时或更长时间时,在吸收轴方向(MD方向)和透射轴方向(TD方向)中的任一个或更多个方向上的收缩力可以为3N至10N。满足上述范围可以使热冲击期间偏振器上的裂纹出现最小化。在此,静置的时间可以是4小时或5小时。
在本说明书的一个实施方案中,当使偏光板在80℃下静置4小时或更长时间时,吸收轴方向(MD方向)上的收缩力为7N至9N。满足上述范围可以使热冲击期间偏振器上的裂纹出现最小化。
在本说明书的一个实施方案中,当使偏光板在80℃下静置4小时或更长时间时,透射轴方向(TD方向)上的收缩力为4N至9N。满足上述范围可以使热冲击期间偏振器上的裂纹出现最小化。
对于收缩力,通过将偏光板切割成2mm(透射轴方向)×50mm(吸收轴方向)的尺寸,采用15mm的计量长度,并使试样在等温状态下在80℃下静置4小时或更长时间,使用动态机械分析仪(DMA Q800,TAInstruments)来测量MD方向或TD方向上的收缩力。在此,在偏振器的厚度方向上测量最小负荷以使偏光板在测量前保持平坦。
在本说明书的一个实施方案中,偏光板满足以下方程式A。当偏光板满足以下方程式A时,基于偏光板的各区域的收缩力的差异小,这在可用于大的图像显示装置方面是有利的。
[方程式A]
Figure GDA0002419040970000091
在方程式A中,
Lc是对应于以偏光板的中心为原点的直径为1cm的圆形区的区域的收缩力,
Le是对应于邻接在偏光板的每个顶点处会合的两个边缘部分的直径为1cm的圆形区的区域的偏光板收缩力,以及
Li是偏振器的吸收轴方向(MD方向)或透射轴方向(TD方向)上的平均收缩力;或者偏光板的吸收轴方向(MD方向)或透射轴方向(TD方向)上的平均收缩力。
在本说明书中,偏光板的中心可以意指偏光板的重心。
在本说明书的一个实施方案中,方程式A可以由以下方程式A-1或方程式A-2表示。
[方程式A-1]
Figure GDA0002419040970000092
[方程式A-2]
Figure GDA0002419040970000093
在本说明书的一个实施方案中,用于满足保护层的拉伸模量、储能模量和热膨胀系数的方法没有特别限制,例如,可以包括将具有高玻璃化转变温度(Tg)的可光聚合化合物包含在用于形成保护层的可光固化组合物中的方法、增加累积光强度的方法等。
在本说明书的一个实施方案中,保护层优选由可光固化组合物形成。当保护层是由如上所述的可光固化组合物形成的可固化树脂层时,具有制备方法简单的优点,此外,保护层与偏振器之间的粘合性优异。另外,可以进一步改善偏光板的耐久性。
在本说明书的一个实施方案中,本文中的可光固化组合物没有特别限制,只要热膨胀系数满足上述范围即可,例如,可以包括包含环氧化合物和基于氧杂环丁烷的化合物的可光固化组合物。这具有如下优点:耐热性和耐水性优异,并且可以将可光固化组合物在没有粘合剂层的情况下代替现有保护膜(其基本上需要粘合剂)附接至偏振器。
在本说明书的一个实施方案中,用于偏光板保护层的可光固化组合物包含环氧化合物和基于氧杂环丁烷的化合物。
在本说明书的一个实施方案中,环氧化合物包括脂环族环氧化合物。脂环族环氧化合物意指包含一个或更多个环氧化脂族环状基团的化合物。脂环族环氧化合物具有相对高的玻璃化转变温度,因此,在降低保护层的热膨胀系数和提高其储能模量方面是优选的。因此,脂环族环氧化合物起到在固化后在高温或高湿度条件下获得优异耐久性的作用。
脂环族环氧化合物的实例可以包括由以下[化学式1]表示的基于环氧环己基甲基环氧环己烷羧酸酯的化合物。
[化学式1]
Figure GDA0002419040970000101
在化学式1中,R1和R2各自独立地表示氢或烷基。
除非另有特别限定,否则本说明书中的术语烷基可以意指具有1至20个碳原子、1至16个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子或1至4个碳原子的线性、支化或环状烷基,并且烷基可以经任一个或更多个取代基取代或未经取代。
脂环族环氧化合物的另一个实例可以包括由以下化学式2表示的烷二醇的基于环氧环己烷羧酸酯的化合物。
[化学式2]
Figure GDA0002419040970000111
在化学式2中,R3和R4各自独立地表示氢或烷基,并且n表示2至20的整数。
此外,脂环族环氧化合物的另一个实例可以包括由以下化学式3表示的二羧酸的基于环氧环己基甲基酯的化合物。
[化学式3]
Figure GDA0002419040970000112
在化学式3中,R5和R6各自独立地表示氢或烷基,并且p表示2至20的整数。
脂环族环氧化合物的另一个实例可以包括由以下化学式4表示的聚乙二醇的基于环氧环己基甲基醚的化合物。
[化学式4]
Figure GDA0002419040970000121
在化学式4中,R7和R8各自独立地表示氢或烷基,并且q表示2至20的整数。
脂环族环氧化合物的另一个实例可以包括由以下化学式5表示的烷二醇的基于环氧环己基甲基醚的化合物。
[化学式5]
Figure GDA0002419040970000122
在化学式5中,R9和R10各自独立地表示氢或烷基,并且r表示2至20的整数。
脂环族环氧化合物的另一个实例可以包括由以下化学式6表示的基于二环氧三螺的化合物。
[化学式6]
Figure GDA0002419040970000123
在化学式6中,R11和R12各自独立地表示氢或烷基。
脂环族环氧化合物的另一个实例可以包括由以下化学式7表示的基于二环氧单螺的化合物。
[化学式7]
Figure GDA0002419040970000131
在化学式7中,R13和R14各自独立地表示氢或烷基。
脂环族环氧化合物的另一个实例可以包括由以下化学式8表示的乙烯基环己烯二环氧化合物。
[化学式8]
Figure GDA0002419040970000132
在化学式8中,R15表示氢或烷基。
脂环族环氧化合物的另一个实例可以包括由以下化学式9表示的环氧环戊基醚化合物。
[化学式9]
Figure GDA0002419040970000133
在化学式9中,R16和R17各自独立地表示氢或烷基。
脂环族环氧化合物的另一个实例可以包括由以下化学式10表示的二环氧三环癸烷化合物。
[化学式10]
Figure GDA0002419040970000141
在化学式10中,R18表示氢或烷基。
在本说明书的一个实施方案中,作为脂环族环氧化合物,优选使用环氧环己基甲基环氧环己烷羧酸酯化合物、烷二醇的环氧环己烷羧酸酯化合物、二羧酸的环氧环己基甲基酯化合物或烷二醇的环氧环己基甲基醚化合物,更具体地,可以优选地使用选自以下的一者或更多者:7-氧杂双环[4,1,0]庚烷-3-羧酸和(7-氧杂-双环[4,1,0]庚-3-基)甲醇的酯化合物(化学式1中R1和R2为氢的化合物);4-甲基-7-氧杂双环[4,1,0]庚烷-3-羧酸和(4-甲基-7-氧杂-双环[4,1,0]庚-3-基)甲醇的酯化合物(化学式1中R1为4-CH3且R2为4-CH3的化合物);7-氧杂双环[4,1,0]庚烷-3-羧酸和1,2-乙二醇的酯化合物(化学式2中R3和R4为氢且n为1的化合物);(7-氧杂双环[4,1,0]庚-3-基)甲醇和己二酸的酯化合物(化学式3中R5和R6为氢且p为2的化合物);(4-甲基-7-氧杂双环[4,1,0]庚-3-基)甲醇和己二酸的酯化合物(化学式3中R5和R6为4-CH3且p为2的化合物);以及(7-氧杂双环[4,1,0]庚-3-基)甲醇和1,2-乙二醇的醚化合物(化学式5中R9和R10为氢且r为1的化合物),然而,脂环族环氧化合物不限于此。
在本说明书的一个实施方案中,环氧化合物和基于氧杂环丁烷的化合物的重量比为9:1至1:9,优选的重量比为9:1至7:3。当环氧化合物与基于氧杂环丁烷的化合物的重量比在上述数值范围内时,可以将组合物的玻璃化转变温度保持为高,并且获得大大提高固化后的保护层硬度的效果。此外,满足上述范围的重量比的优点在于保护层在固化后具有优异的储能模量。
在本说明书的一个实施方案中,相对于100重量份的整个组合物,环氧化合物优选为50重量份至90重量份,并且更优选70重量份至90重量份。满足上述范围容易满足上述保护层的储能模量和热膨胀系数,并且优点在于:整个组合物在固化后的玻璃化转变温度保持为高,并且该组合物对偏振器的粘合强度优异。
在本说明书的一个实施方案中,环氧化合物包括缩水甘油醚型环氧化合物。缩水甘油醚型环氧化合物意指包含至少一个或更多个缩水甘油醚基的环氧化合物。
在本说明书的一个实施方案中,缩水甘油醚型环氧化合物的实例可以包括酚醛清漆环氧树脂、基于双酚A的环氧树脂、基于双酚F的环氧树脂、溴化双酚环氧树脂、正丁基缩水甘油醚、脂族缩水甘油醚(12至14个碳原子)、2-乙基己基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、壬基苯基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚或甘油三缩水甘油醚等。此外,具有环型脂族骨架的缩水甘油醚例如1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、芳族环氧化合物的氢加成化合物等可以作为实例包含在内。优选地,可以使用具有环型脂族骨架的缩水甘油醚,以及具有包含优选3至20个碳原子、优选3至16个碳原子、更优选3至12个碳原子的环型脂族骨架的缩水甘油醚,然而,缩水甘油醚型环氧化合物不限于此。
在本说明书的一个实施方案中,环氧化合物可以使用脂环族环氧化合物和缩水甘油醚型环氧化合物的混合物。
在本说明书的一个实施方案中,当混合脂环族环氧化合物和缩水甘油醚型环氧化合物时,重量比优选为3:1至1:3,并且更优选2:1至1:2。
在本说明书的一个实施方案中,基于环氧化合物的总重量,脂环族环氧化合物可以以10重量%至100重量%,优选以20重量%至80重量%,并且更优选以30重量%至70重量%包含在内。满足上述数值范围的优点在于在光固化时,组合物可以有效地固化。
在本说明书的一个实施方案中,基于环氧化合物的总重量,缩水甘油醚型环氧化合物可以以10重量%至60重量%,优选以30重量%至50重量%包含在内。
在本说明书的一个实施方案中,基于氧杂环丁烷的化合物是分子中具有4元环醚的化合物,并且尽管不限于此,但是作为实例可以包括3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、1,4-双〔(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基甲基〕苯、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、二〔(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲基〕醚、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷等。这些氧杂环丁烷化合物可以作为商品容易地获得,其具体实例可以包括亚龙氧杂环丁烷(aron oxetane)OXT-101(由TOAGOSEI Co.,Ltd.制造)、亚龙氧杂环丁烷OXT-121(由TOAGOSEI Co.,Ltd.制造)、亚龙氧杂环丁烷OXT-211(由TOAGOSEI Co.,Ltd.制造)、亚龙氧杂环丁烷OXT-221(由TOAGOSEI Co.,Ltd.制造)、亚龙氧杂环丁烷OXT-212(由TOAGOSEI Co.,Ltd.制造)等。
在本说明书的一个实施方案中,基于氧杂环丁烷的化合物可以单独使用或者作为混合物使用,并且以100重量份的整个组合物计,含量优选为10重量份至50重量份,并且更优选为10重量份至30重量份。满足上述数值范围的优点在于固化后整个组合物的玻璃化转变温度和储能模量可以保持为高,并且可以通过恒定地保持粘度来形成具有均匀厚度的保护层。
在本说明书的一个实施方案中,用于偏光板保护层的可光固化组合物还可以包含光引发剂。
在本说明书的一个实施方案中,光引发剂的实例可以包括基于α-羟基酮的化合物(例如IRGACURE 184、IRGACURE 500、IRGACURE 2959、DAROCUR1173,Ciba SpecialtyChemicals(制造商));基于苯基乙醛酸酯的化合物(例如IRGACURE 754、DAROCUR MBF,CibaSpecialty Chemicals(制造商));基于苄基二甲基缩酮的化合物(例如IRGACURE651,CibaSpecialty Chemicals(制造商));基于α-氨基酮的化合物(例如IRGACURE 369、IRGACURE907、IRGACURE 1300,Ciba Specialty Chemicals(制造商));基于单酰基膦的化合物(MAPO)(例如DAROCURTPO,Ciba Specialty Chemicals(制造商));基于双酰基磷的化合物(BAPO)(例如IRGACURE 819、IRGACURE 819DW,Ciba Specialty Chemicals(制造商));基于氧化膦的化合物(例如IRGACURE 2100,Ciba Specialty Chemicals(制造商));基于茂金属的化合物(例如IRGACURE784,Ciba Specialty Chemicals(制造商));碘
Figure GDA0002419040970000161
盐(例如IRGACURE 250,Ciba Specialty Chemicals(制造商));它们中的一种或更多种的混合物(例如DAROCUR 4265、IRGACURE 2022、IRGACURE 1300、IRGACURE2005、IRGACURE 2010、IRGACURE 2020,Ciba Specialty Chemicals(制造商))等。它们中的一种、两种或更多种类型可以用于本公开中,然而,使用不限于此。
在本说明书的一个实施方案中,相对于100重量份的用于偏光板保护层的可光固化组合物,光引发剂可以以0.01重量份至5重量份包含在内。与不包含光引发剂或含量不满足上述数值范围时相比,以上述数值范围的含量包含光引发剂具有使固化有利地进行以及粘合性更加增强的优点。
在本说明书的一个实施方案中,相对于100重量份的整个组合物,用于偏光板保护层的可光固化组合物还可以包含1重量份至5重量份的阳离子聚合引发剂。
在本说明书的一个实施方案中,用于偏光板保护层的可光固化组合物在25℃下的粘度优选大于或等于50cPs且小于或等于200cPs,例如,25℃下的粘度可以为50cPs至130cPs或更小。当组合物粘度满足上述数值范围时,保护层可以形成为薄的并且具有低粘度,这导致具有优异的可加工性的优点。
粘度使用Brookfield粘度计(由Brookfield Engineering制造)用18号转轴在室温(25℃)下测量。在此,组合物的量合适地为6.5mL至10mL,并且在5分钟内测量稳定值以避免长时间暴露于光。
在本说明书的一个实施方案中,根据需要,用于偏光板保护层的可光固化组合物还可以包含选自以下的一种或更多种添加剂:染料、颜料、环氧树脂、紫外线稳定剂、抗氧化剂、着色剂、增强剂、填料、消泡剂、表面活性剂、光敏剂和增塑剂。
在本说明书的一个实施方案中,相对于100重量份的用于偏光板保护层的可光固化组合物,添加剂可以以0.01重量份至5重量份包含在内。
在本说明书的一个实施方案中,用于形成保护层的方法没有特别限制,并且可以使用本领域公知的方法形成保护层。例如,可以使用通过以下过程形成保护层的方法:使用本领域公知的涂覆方法例如旋涂、棒涂、辊涂、凹版涂覆、刮刀涂覆等,在偏振器的一个表面上涂覆用于偏光板保护层的可光固化组合物,并且通过紫外线照射使所得物固化。例如,可以使用照射紫外线光(其是使用紫外线照射器的照射光)的方法。
在本说明书的一个实施方案中,紫外线波长可以为100nm至400nm,并且优选320nm至400nm。
在本说明书的一个实施方案中,照射光的光强度可以为100mJ/cm2至1000mJ/cm2,并且优选500mJ/cm2至1000mJ/cm2
在本说明书的一个实施方案中,照射光的照射时间可以为1秒至10分钟,并且优选2秒至30秒。满足上述照射时间的优点在于,通过防止来自光源的热的过度传递而使偏振器上的起皱出现最小化。
保护膜
本说明书的一个实施方案提供了偏光板,其具有设置在偏振器的一个表面上的保护层,
以及通过粘合剂层附接在偏振器的与设置有保护层的表面相反的表面上的保护膜,
其中所述保护膜在25℃下的拉伸模量为1700Mpa或更大。
根据图2,本说明书提供了偏光板,其具有设置在偏振器(10)的一个表面上的保护层(20),以及通过粘合剂层附接在偏振器(10)的与设置有保护层(20)的表面相反的表面上的保护膜(30)。
在本说明书中,当在偏振器的一个表面上形成保护层时,可以通过粘合剂层将单独的保护膜附接在与形成有保护层的表面相反的表面上以支撑和保护偏振器。
在本说明书的一个实施方案中,保护膜用于支撑和保护偏振器,并且可以使用由本领域通常已知的各种材料制成的保护膜,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或环烯烃聚合物(COP)膜。考虑到光学特性、耐久性、经济可行性等,其中特别优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在本说明书的一个实施方案中,保护膜在25℃下的拉伸模量可以大于或等于1800Mpa且小于或等于10000Mpa,优选大于或等于2000Mpa且小于或等于8000Mpa,并且更优选大于或等于3000Mpa且小于或等于7000Mpa。满足上述数值范围可以提高保护膜的偏振器保护效果。具体地,可以防止在高温或高湿环境下由偏振器的收缩或膨胀产生的应力引起的偏振器的撕裂。
在本说明书的一个实施方案中,附接偏振器和保护膜可以使用以下方法进行:使用辊涂机、凹版涂覆机、棒涂机、刮刀涂覆机、毛细管涂覆机等将偏光板粘合剂组合物涂覆在偏振器或保护膜的表面上,然后使用层合辊将这些热层合,通过室温压制层合,或者在层合之后照射UV。稍后将描述偏光板粘合剂组合物。
粘合剂层
在本说明书的一个实施方案中,粘合剂层是粘合剂组合物的固化材料。其中粘合剂层由如上的可光固化组合物形成的可固化树脂层的优点在于制备方法简单,此外,与保护膜的粘合性优异。此外,可以进一步改善偏光板的耐久性。
在本说明书的一个实施方案中,粘合剂层在40℃至80℃下的热膨胀系数为130ppm/K或更小。大于130ppm/K的热膨胀系数具有在热冲击环境下在偏光板上出现裂纹的问题。
在本说明书的一个实施方案中,粘合剂层在80℃下的储能模量可以大于或等于100Mpa且小于或等于1800Mpa,优选大于或等于150Mpa且小于或等于1300Mpa,并且更优选大于或等于180Mpa且小于或等于500Mpa。满足上述范围是有效的,原因是通过粘合剂层增加了粘合强度并且保护膜不容易被剥离。特别地,当储能模量大于上述范围时,储能模量太高而使粘合强度降低,并且不能充分满足作为粘合剂层的功能。
在如下过程之后通过DMA来测量粘合剂层的储能模量:将具有与粘合剂层相同组成的可光固化组合物涂覆在离型膜(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)上至50μm的厚度,通过在光强度为1000mJ/cm2或更大的条件下照射紫外线使所得物固化,然后移除离型膜,并将试样激光切割成一定尺寸。在此,在将作为测量温度的温度以5℃/分钟的升温速率从-30℃升高至160℃的同时,在以10%应变进行恒定拉伸时测量储能模量,并记录80℃下的储能模量值。
在本说明书的一个实施方案中,可光固化粘合剂组合物没有特别限制,只要热膨胀系数满足上述范围即可,例如,可以包括包含环氧化合物和基于氧杂环丁烷的化合物的可光固化组合物。
在本说明书的一个实施方案中,作为环氧化合物,可以使用脂环族环氧化合物和缩水甘油醚型环氧化合物中的至少一种或更多种,优选地可以使用脂环族环氧化合物和缩水甘油醚型环氧化合物的混合物。缩水甘油醚型环氧化合物意指包含至少一个或更多个缩水甘油醚基的环氧化合物。
在本说明书的一个实施方案中,缩水甘油醚型环氧化合物的实例可以包括酚醛清漆环氧树脂、基于双酚A的环氧树脂、基于双酚F的环氧树脂、溴化双酚环氧树脂、正丁基缩水甘油醚、脂族缩水甘油醚(12至14个碳原子)、2-乙基己基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、邻甲苯基缩水甘油醚、壬基苯基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、二乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、三丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、1,6-己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷多缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚或甘油三缩水甘油醚等。此外,作为实例,可以包括具有环型脂族骨架的缩水甘油醚例如1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚、芳族环氧化合物的氢加成化合物等。优选地,可以使用具有环型脂族骨架的缩水甘油醚,以及具有包含优选3至20个碳原子、优选3至16个碳原子、并且更优选3至12个碳原子的环型脂族骨架的缩水甘油醚,然而,缩水甘油醚型环氧化合物不限于此。
在本说明书的一个实施方案中,当将脂环族环氧化合物和缩水甘油醚型环氧化合物混合时,重量比优选为3:1至1:3,并且更优选2:1至1:2。
在本说明书的一个实施方案中,基于环氧化合物的总重量,脂环族环氧化合物可以以10重量%至50重量%,优选以20重量%至40重量%包含在内。满足上述数值范围具有在光固化时有效地使组合物固化的优点。
在本说明书的一个实施方案中,基于环氧化合物的总重量,缩水甘油醚型环氧化合物可以以10重量%至60重量%,优选以30重量%至50重量%包含在内。
在本说明书的一个实施方案中,环氧化合物的实例可以包括3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯的己内酯改性化合物、多价羧酸与3,4-环氧环己基甲醇的酯化合物或己内酯改性化合物、末端具有脂环族环氧基的基于有机硅的化合物、双酚A的二缩水甘油醚、双酚F的二缩水甘油醚、溴化双酚A的二缩水甘油醚、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂、对苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、末端羧酸聚丁二烯和双酚A型环氧树脂的加成反应物、二氧化二环戊二烯、二氧化柠檬烯、二氧化4-乙烯基环己烯、聚乙二醇(重复数为3或更高)二缩水甘油醚、聚丙二醇(重复数为3或更高)二缩水甘油醚、聚丁二醇(重复数为3或更高)二缩水甘油醚、加氢双酚A二缩水甘油醚、环氧化植物油、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、两个末端羟基的聚丁二烯二缩水甘油醚、聚丁二烯的内环氧化物、其中苯乙烯-丁二烯共聚物的双键被部分环氧化的化合物(例如,由Daicel Corporation制造的“Epofriend”)、其中乙烯-丁烯共聚物和聚异戊二烯的嵌段共聚物中的异戊二烯单元被部分环氧化的化合物(例如,由KRATON Corporation制造的“L-207”)等。
在本说明书的一个实施方案中,粘合剂组合物还可以包含可固化组分,并且该可固化组分可以是具有(甲基)丙烯酰基的化合物或具有复数个可聚合的双键例如乙烯基的化合物。例如,可以包括三丙二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、环型三羟甲基丙烷缩甲醛丙烯酸酯、二
Figure GDA0002419040970000211
烷二醇二丙烯酸酯、EO改性的二甘油四丙烯酸酯、Aronix M-220(由TOAGOSEI Co.,Ltd.制造)、光丙烯酸酯1,9ND-A(由KyoeishaChemical Co.,Ltd.制造)、光丙烯酸酯DGE-4A(由Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.制造)、光丙烯酸酯DCP-A(由Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.制造)、SR-531(由Sartomer Co.,Ltd.制造)、CD-536(由Sartomer Co.,Ltd.制造)等。此外,根据需要,可以包括各种环氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、各种基于(甲基)丙烯酸酯的单体等。包含可固化组分具有提高固化速率,以及即使在低的光强度下也完成高水平固化的优点。
在本说明书的一个实施方案中,偏光板粘合剂组合物还可以包含光引发剂。对光引发剂的描述与对包含在以上提供的保护层中的光引发剂的描述相同。
在本说明书的一个实施方案中,根据需要,偏光板粘合剂组合物还可以包含选自以下的一种或更多种添加剂:染料、颜料、环氧树脂、紫外线稳定剂、抗氧化剂、着色剂、增强剂、填料、消泡剂、表面活性剂、光敏剂和增塑剂。对添加剂的描述与对包含在以上提供的保护层中的添加剂的描述相同。
偏振器
在本说明书的一个实施方案中,作为偏振器,可以使用本领域公知的偏振器,例如,由包含碘或二色性染料的聚乙烯醇(PVA)形成的膜。偏振器可以通过用碘或二色性染料对聚乙烯醇膜进行染色来制备,然而,其制备方法没有特别限制。
在本说明书中,偏振器意指不包括保护层(或保护膜)的状态,而偏光板意指包括偏振器和保护层(或保护膜)的状态。
在本说明书的一个实施方案中,偏振器的厚度可以为5μm至40μm,并且更优选5μm至25μm。当偏振器厚度小于上述范围时,光学特性可能下降,而当厚度大于上述范围时,在低温(大约-30℃)下偏振器收缩的程度增加,从而引起偏光板的整体热相关的耐久性的问题。
在本说明书的一个实施方案中,偏振器是基于聚乙烯醇的膜。基于聚乙烯醇的膜的使用没有特别限制,只要其包含聚乙烯醇树脂或其衍生物即可。在此,聚乙烯醇树脂的衍生物可以包括但不限于聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂等。或者,基于聚乙烯醇的膜可以使用本领域中的偏振器制备中通常使用的可商购的基于聚乙烯醇的膜,例如Kuraray Co.Ltd.的P30、PE30或PE60,以及Nippon Gohsei Co.,Ltd.的M2000、M3000或M6000。
在本说明书的一个实施方案中,基于聚乙烯醇的膜的聚合度为1000至10000,并且优选1500至5000。当聚合度满足上述范围时,分子运动是自由的,并且与碘、二色性染料等的混合可以是灵活的。
胶合层
在本说明书的一个实施方案中,偏光板还包括在保护层的顶部上的胶合层。这是为了与显示装置面板或诸如延迟膜的光学膜附接。
根据图3,本说明书包括设置在偏振器(10)的一个表面上的保护层(20)、通过粘合剂层附接在偏振器(10)的与设置有保护层(20)的表面相反的表面上的保护膜(30),还包括设置在保护层(20)顶部上的胶合层(40)。
在本说明书的一个实施方案中,可以使用本领域公知的各种胶合剂来形成胶合层,并且类型没有特别限制。例如,可以使用以下来形成胶合层:基于橡胶的胶合剂、基于丙烯酰基的胶合剂、基于有机硅的胶合剂、基于氨基甲酸酯的胶合剂、基于聚乙烯醇的胶合剂、基于聚乙烯基吡咯烷酮的胶合剂、基于聚丙烯酰胺的胶合剂、基于纤维素的胶合剂、基于乙烯基烷基醚的胶合剂等。考虑到透明性、耐热性等,其中特别优选使用基于丙烯酰基的胶合剂。
在本说明书的一个实施方案中,胶合层可以使用在保护层的顶部上涂覆胶合剂的方法来形成,或者也可以使用将通过在离型片上涂覆胶合剂制备的胶粘片附接在保护层的顶部上然后干燥所得物的方法来形成。
图像显示装置
本说明书的一个实施方案提供了包括上述偏光板的图像显示装置。
在本说明书的一个实施方案中,偏光板可以用于诸如液晶显示装置的图像显示装置中。
在本说明书的一个实施方案中,图像显示装置包括液晶面板;设置在液晶面板的上表面上的上偏光板;和设置在液晶面板的下表面上的下偏光板。
图4示出了在液晶面板(200)的一个表面上设置有偏光板(100)的图像显示装置。根据图4,液晶面板(200)的一个表面和偏光板(100)通过偏光板(100)的胶合层(40)而胶粘。
在本说明书的一个实施方案中,上偏光板为上述偏光板。
在本说明书的一个实施方案中,下偏光板为上述偏光板。
在本说明书的一个实施方案中,上偏光板和下偏光板为上述偏光板。
在本说明书的一个实施方案中,液晶面板的类型没有特别限制。例如,可以使用已知面板,包括无源矩阵型面板,如扭曲向列(TN)型、超扭曲向列(STN)型、铁电(F)型或聚合物分散(PD)型;有源矩阵型面板,如双端子型或三端子型;面内切换(IPS)型面板和垂直取向(VA)型面板。此外,形成液晶显示装置的其他构造例如上基板和下基板(例如,滤色器基板或阵列基板)的类型也没有特别限制,并且可以没有限制地采用本领域中已知的构造。
发明实施方式
下文中,将参照实施例更详细地描述本说明书。然而,以下实施例仅用于说明性目的,并且本说明书的范围不受其限制。
<可光固化组合物的制备>
<制备例1至3:不包含丙烯酸酯基的保护层组合物的制备>
通过将3.5重量份作为光引发剂的Irgacure 250和0.8重量份作为光敏剂的ESACURE ITX添加至100重量份的可光固化组合物中来制备可光固化组合物1,所述100重量份的可光固化组合物包含80重量份的3,4-环氧环己基甲基-3',4'-环氧环己烷羧酸酯(产品名称Celloxide-2021)和20重量份的3-乙基-3-[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基甲基]氧杂环丁烷(TOAGOSEI Co.,Ltd.,亚龙氧杂环丁烷OXT-221)。
以相同的方式,制备具有下表1的组成的组合物2和组合物3。光引发剂的含量和光敏剂的含量基于排除光引发剂和光敏剂之后剩余的环氧化合物和氧杂环丁烷化合物的总重量。
[表1]
Figure GDA0002419040970000241
*CEL2021P:3,4-环氧环己基甲基-3',4'-环氧环己烷羧酸酯,CHDMDGE:1,4-环己基二甲醇二缩水甘油醚
OXT-221:3-乙基-3-[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基甲基]氧杂环丁烷(TOAGOSEI Co.,Ltd.,亚龙氧杂环丁烷OXT-221)
IRG-250:碘
Figure GDA0002419040970000242
盐(产品名称:Irgacure-250,由Ciba Specialty Chemicals制造)
<制备例A1至A9:包含丙烯酸类化合物的保护层组合物的制备>
1)制备例A1至A8
如以下表2中的组成来制备包含丙烯酸类化合物的保护层组合物A1至A8。光引发剂的含量和光敏剂的含量基于排除光引发剂和光敏剂之后剩余的环氧化合物、氧杂环丁烷化合物和丙烯酸类化合物的总重量。
[表2]
Figure GDA0002419040970000251
*DCPDA:丙烯酸二环戊二烯酯
PVEEA:聚(2-2(2-乙烯基氧基乙氧基)丙烯酸乙酯)
VEEA:2-(2-乙烯基氧基乙氧基)丙烯酸乙酯
IRG-819:(双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦)
2)制备例A9
通过将3重量份作为光引发剂的IRG-819(双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦)添加至100重量份的可光固化组合物中来制备可光固化组合物A9,所述100重量份的可光固化组合物包含80重量份的丙烯酸4-羟基丁酯(由Osaka Organic Chemicals制造)和20重量份的三(2-丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯(产品名称:FA-731A,由Hitachi ChemicalCo.,Ltd.制造)。
<制备例C1至C3:另一些保护层组合物的制备>
<制备例C1>
通过将3重量份作为光引发剂的IRG-819(双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦)添加至100重量份的可光固化组合物中来制备可光固化组合物C1,所述100重量份的可光固化组合物包含90重量份的丙烯酸异冰片酯和10重量份的丙烯酸2-羟基乙酯。
<制备例C2>
通过将3重量份作为光引发剂的Irgacure-250(由Ciba Specialty Chemicals制造)和1重量份作为光敏剂的ESACURE ITX添加至100重量份的可光固化组合物中来制备可光固化组合物C2,所述100重量份的可光固化组合物包含30重量份的3,4-环氧环己基甲基-3',4'-环氧环己烷羧酸酯(产品名称Celloxide-2021)、20重量份的3-乙基-3-[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基甲基]氧杂环丁烷(TOAGOSEI Co.,Ltd.,亚龙氧杂环丁烷OXT-221)、40重量份的1,4-环己基二甲醇二缩水甘油醚(CHDMDGE)和10重量份的壬二醇二丙烯酸酯。
<制备例C3>
通过将2重量份作为光引发剂的Irgacure-250(由Ciba Specialty Chemicals制造)和1重量份作为光敏剂的ESACURE ITX添加至100重量份的可光固化组合物中来制备可光固化组合物C3,所述100重量份的可光固化组合物包含35重量份的3,4-环氧环己基甲基-3',4'-环氧环己烷羧酸酯(产品名称Celloxide-2021)、5重量份的3-乙基-3-[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基甲基]氧杂环丁烷(TOAGOSEI Co.,Ltd.,亚龙氧杂环丁烷OXT-221)、40重量份的3-乙基-3-[(2-乙基己氧基)甲基]氧杂环丁烷(TOAGOSEI Co.,Ltd.,亚龙氧杂环丁烷OXT-212)和20重量份的1,4-环己基二甲醇二缩水甘油醚(CHDMDGE)。
<粘合剂组合物的制备>
<粘合剂组合物1>
通过将3重量份作为光引发剂的Irgacure 250和1重量份作为光敏剂的ESACUREITX添加至100重量份的可光固化组合物中来制备粘合剂组合物1,所述100重量份的可光固化组合物包含30重量份的3,4-环氧环己基甲基-3',4'-环氧环己烷羧酸酯(产品名称Celloxide-2021)、20重量份的3-乙基-3-[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基甲基]氧杂环丁烷(TOAGOSEI Co.,Ltd.,亚龙氧杂环丁烷OXT-221)、40重量份的1,4-环己基二甲醇二缩水甘油醚(CHDMDGE)和10重量份的壬二醇二丙烯酸酯。
<粘合剂组合物2>
通过将作为光引发剂的0.6重量份的CPI-100P(由San-Apro Ltd.制造)和1.25重量份的IK-1(由San-Apro Ltd.制造),以及0.85重量份作为光敏剂的ESACURE ITX添加至100重量份的可光固化组合物中来制备粘合剂组合物2,所述100重量份的可光固化组合物包含35重量份的3,4-环氧环己基甲基-3',4'-环氧环己烷羧酸酯(产品名称Celloxide-2021)、5.5重量份的3-乙基-3-[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基甲基]氧杂环丁烷(TOAGOSEI Co.,Ltd.,亚龙氧杂环丁烷OXT-221)、39.5重量份的3-乙基-3-[(2-乙基己氧基)甲基]氧杂环丁烷(TOAGOSEI Co.,Ltd.,亚龙氧杂环丁烷OXT-212)和20重量份的1,4-环己基二甲醇二缩水甘油醚(CHDMDGE)。
<实施例和比较例:偏光板的制造>
<实施例1>-保护膜/偏光板/保护层的结构
使用将二色性染料在基于聚乙烯醇(PVA)的树脂膜上染色,然后沿一定方向拉伸所得物并使所得物交联的方法制备偏振器。在所制备的偏振器的一个表面上,涂覆粘合剂组合物1,并且在将厚度为80μm的PET膜(TA-044,由Toyobo Co.,Ltd.制造)作为保护膜层合在其上之后,通过使用紫外线照射器D-灯泡照射800mJ/cm2的紫外线使粘合剂层固化来使偏光板和保护膜彼此附接。之后,在与附接有保护膜的表面相反的表面上,使用辊涂机涂覆制备例1的可光固化组合物1,并通过使用紫外线照射器D-灯泡照射800mJ/cm2的紫外线来形成保护层以制造偏光板。保护层的厚度为6μm。
<实施例2>
以与实施例1中相同的方式制造偏光板,不同之处在于使用可光固化组合物2代替可光固化组合物1作为保护层的材料。
<比较例1>
以与实施例1中相同的方式制造偏光板,不同之处在于使用可光固化组合物3代替可光固化组合物1作为保护层的材料。
<比较例2>
以与实施例1中相同的方式制造偏光板,不同之处在于将保护层的厚度变为2μm。
<比较例3>
以与实施例1中相同的方式制造偏光板,不同之处在于使用组合物C1代替可光固化组合物1。
<比较例4>
以与实施例1中相同的方式制造偏光板,不同之处在于使用组合物C2代替可光固化组合物1。
<比较例5>-保护膜/偏光板/保护膜的结构
如下制造具有附接在偏振器的两个表面上的厚度为80μm的保护膜的偏光板:将粘合剂组合物2涂覆在与实施例1中使用的相同的偏振器的两个表面的每一者上,在其上层合PET保护膜,并通过使用紫外线照射器D-灯泡照射800mJ/cm2的紫外线来使粘合剂层固化以使偏振器和保护膜彼此附接。
<比较例6>-保护膜/偏光板/保护膜的结构
以与比较例5中相同的方式制造偏光板6,不同之处在于使用可光固化组合物1代替粘合剂组合物2。
<比较例7至14>
以与实施例1中相同的方式制造偏光板,不同之处在于使用可光固化组合物A1至A8代替可光固化组合物1。换言之,比较例7至14的偏光板的保护层包含丙烯酸类化合物。
<比较例15>
以与实施例1中相同的方式制造偏光板,不同之处在于使用可光固化组合物3代替可光固化组合物1作为保护层的材料。
<比较例16>
以与实施例1中相同的方式制造偏光板,不同之处在于使用可光固化组合物A9代替可光固化组合物1作为保护层的材料。
<参照例17>
以与实施例1中相同的方式制造偏光板,不同之处在于使用可光固化组合物C3代替可光固化组合物1作为保护层的材料。
实施例、比较例和参照例的偏光板的保护层的组成和厚度示于下表3中。
[表3]
Figure GDA0002419040970000291
实施例2、比较例1至4、7至16和参照例17的粘合剂层是以与实施例1相同的方式使用粘合剂组合物1的厚度为2μm的粘合剂层。
<实验例>
<特性测量方法>
1.拉伸模量的测量
在如下过程之后通过万能测试机(UTM)来测量拉伸模量:将制备例中制备的可光固化组合物涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上至100μm的厚度,通过在光强度为1000mJ/cm2或更大的条件下照射紫外线使所得物固化,然后移除离型膜,并将试样激光切割成恒定的10mm宽度。在此,拉伸模量通过在室温(25℃)的测量温度下以50mm的测量长度和50mm/分钟的拉伸速率恒定地拉伸而获得的应力-应变(S-S)曲线来获得。拉伸模量是通过将S-S曲线的初始斜率值乘以100获得的。
2.储能模量的测量
使用激光将实施例和比较例中制造的每个偏光板切割成5.3mm宽和4.5cm长的尺寸。之后,使用动态机械分析仪(DMA)测量储能模量。测量模式为多频应变,并且在通过每1分钟升高5℃将温度从-30℃升高至160℃的同时进行测量。
3.热膨胀系数的测量
将在制备例中制备的可光固化组合物涂覆在离型PET之间,然后在与实施例相同的固化条件下使所得物固化使得最终厚度变为50μm。之后,将与离型PET分离的固化材料切割成6mm宽和10mm长的尺寸。之后,使用TMA如下测量CTE:在将拉伸负荷保持在0.05N的同时,随着以5℃/分钟的升温速率将温度从30℃升高至150℃测量长度的变化。
4.高温促进作用的评估
使用制备例中制备的可光固化组合物将保护膜层合在偏振器上,并以与实施例中相同的方式固化。之后,以与实施例和比较例中相同的方式通过将所得物涂覆在偏振器上来制造偏光板,不同之处在于通过使用钝铅笔在300g的负荷下刮擦而在偏振器上引起裂纹。
之后,将偏光板切割成6mm宽和10mm长,并且在80℃下将偏光板静置100小时后,观察光是否由于因偏光板收缩引起的裂纹的开口而泄漏,并计算全部裂纹中具有漏光的裂纹数以推导出偏光板中的裂纹出现率。
此外,改变偏光板的尺寸以测量当用于55英寸面板中时偏光板中的裂纹出现率。
*裂纹出现率:具有漏光的裂纹数/总裂纹数×100(%)
5.粘合强度的评估
使用制备例中制备的可光固化组合物将保护膜层合在偏振器上,并以与实施例中相同的方式固化。之后,将保护膜与偏振器之间的剥离强度为2N/cm或更大确定为有利的,并将小于2N/cm确定为差。
6.保护层组分的分析
对实施例和比较例的各偏光板的保护层进行FTIR分析,并通过分析1720cm-1、1410cm-1和910cm-1处的峰面积将结果示于下表4中。此外,比较例8的FTIR光谱示于图5中,实施例1的FTIR光谱示于图6中。在保护层组合物固化之前和之后分别进行测量。此外,对方程式1的范围进行测量并示于下表4中。
[表4]
Figure GDA0002419040970000311
在方程式1中,选择1720cm-1处的峰作为1700cm-1至1740cm-1处的峰,并且选择1410cm-1处的峰作为1420cm-1至1380cm-1处的峰,计算1410cm-1处的峰强度相对于1720cm-1处的峰强度的比率作为Ia。
此外,在方程式1中,选择1720cm-1处的峰作为1700cm-1至1740cm-1处的峰,并且选择910cm-1处的峰作为920cm-1至900cm-1处的峰,计算910cm-1处的峰强度相对于1720cm-1处的峰强度的比率作为Ie。
峰强度对应于FTIR光谱的峰面积。峰面积可以使用直接积分法推导。或者,假设FTIR光谱的一个峰具有高斯分布,则峰面积由峰的高度和半值宽的乘积计算。
根据结果确定,实施例1和实施例2的偏光板保护层不包含丙烯酸酯基,而比较例7至14的偏光板保护层包含丙烯酸酯基。
7.偏光板收缩力的测试
测试实施例1的偏光板的收缩力。对于收缩力,通过将偏光板切割成2mm(透射轴方向)×50mm(吸收轴方向)的尺寸,采用15mm的计量长度,并使试样在等温状态下在80℃下静置4小时或更长时间,使用动态机械分析仪(DMA Q800,TA Instruments)来测量MD方向或TD方向上的收缩力。在此,在偏光板的厚度方向上测量最小负荷以使偏光板在测量前保持平坦。
重复测量8次,结果示于下表5中。MD方向上的平均收缩力为8.03N,TD方向上的平均收缩力为6.62N。
[表5]
Figure GDA0002419040970000321
<取决于保护层中丙烯酸酯的包含的实验结果>
进行取决于保护层中丙烯酸酯的包含的耐久性/耐热性测试和粘合强度测试,结果示于下表6中。
根据这些结果确定,与当偏光板保护层包含丙烯酸酯基时(比较例7至14)相比,当偏光板保护层不包含丙烯酸酯基时(实施例1和2)的高温耐久性和粘合强度优异。
换言之,由于实施例的偏光板保护层包含环氧化合物和氧杂环丁烷化合物而不是丙烯酸类化合物,由保护层获得的偏振器保护效果优异,这导致即使当偏光板或偏振器的收缩力大时,也使在高温环境下偏振器上的裂纹出现最小化的优点。
[表6]
Figure GDA0002419040970000331
<取决于保护层组合物的实验结果>
对实施例和比较例的偏光板的实验结果进行比较,结果示于下表7中。
[表7]
Figure GDA0002419040970000332
Figure GDA0002419040970000341
*-意指未进行测试。
实施例1和2的偏光板的保护层具有高拉伸模量并且能够有效地保护偏振器,而根据比较例1的偏光板的保护层具有低拉伸模量并且不能有效地保护偏振器,因此出现裂纹。
此外,具有厚保护层的实施例1和实施例2通过保护层而具有优异的偏振器保护效果,而比较例2的偏光板具有厚度为2μm的薄保护层,并且由于保护层不能充分保护偏振器,因此出现裂纹。
在实施例1和2中,保护层具有低的热膨胀系数和优异的储能模量,并且保护层有效地抑制施加至偏振器的应力,从而有效地抑制在高温环境下由偏振器的收缩或膨胀引起的偏振器上的裂纹出现。另一方面,在比较例3和比较例4中,相反地,保护层具有高的热膨胀系数和显著降低的储能模量,并且保护层不能抑制施加至偏振器的应力,因此,不能有效地抑制在高温环境下偏振器上的裂纹出现。
确定尽管“粘合剂层和保护膜”的总厚度大,为82μm,但是根据比较例5的偏光板基于高温促进作用的评估的裂纹出现率接近100%。确定在保持“粘合剂层和保护膜”的结构的同时提高粘合剂层的拉伸模量以改善比较例5的通过粘合剂层而层合有保护膜的偏光板的性能时,用于保护膜的粘合剂层的粘合强度降低(比较例6)。
通过这些结果,确定当粘合剂层具有高储能模量时与保护膜的粘合强度降低。比较例的粘合剂层和实施例的保护层在位置方面相同,因为它们形成在偏振器的一个表面上,但是,各自所需要的特性不同。实施例的偏光板保护层在没有单独的保护膜的情况下具有优异的储能模量,因此具有在高温环境下保护偏振器的优异能力。
换言之,实施例1和2解决了具有“粘合剂层和保护膜”结构的偏光板的问题,并且具有在没有单独的保护膜的情况下仅用薄的保护层有效地保护偏振器的优点。
比较例16的偏光板在保护层中包含丙烯酸类化合物,在这种情况下,确定由于保护层的热膨胀系数过高(1000ppm/K或更大)和储能模量低(300Mpa或更小),对基于高温促进作用的评估出现许多裂纹。
在参照例17的偏光板中,保护层的玻璃化转变温度非常低,低于90℃,热膨胀系数大(1064ppm/K),并且储能模量显著降低(75Mpa)。在这种情况下,确定由于保护层具有显著降低的高温耐久性,对基于高温促进作用的评估出现许多裂纹。

Claims (8)

1.一种偏光板,包括:
偏振器;和
设置在所述偏振器的一个表面或两个表面上的直接邻接所述偏振器的保护层,
其中所述保护层是用于所述保护层的可光固化组合物的固化材料,所述可光固化组合物包含环氧化合物、基于氧杂环丁烷的化合物、光引发剂和添加剂,其中所述添加剂包含光敏剂,其中相对于100重量份的可光固化组合物,所述环氧化合物的量为70重量份至90重量份,所述基于氧杂环丁烷的化合物的量为10重量份至30重量份,所述光引发剂的量为0.01重量份至5重量份,所述添加剂的量为0.01重量份至5重量份,以及
在所述保护层的傅里叶变换红外光谱法FTIR的光谱中,满足以下方程式1:
[方程式1]
Figure FDA0003550455980000011
在方程式1中,
Ie是在所述保护层的傅里叶变换红外光谱法FTIR的光谱中,920cm-1至900cm-1处的峰强度相对于1740cm-1至1700cm-1处的峰强度的比率;以及
Ia是在所述保护层的傅里叶变换红外光谱法FTIR的光谱中,1420cm-1至1380cm-1处的峰强度相对于1740cm-1至1700cm-1处的峰强度的比率;
所述保护层在80℃下的热膨胀系数为100ppm/K或更小,所述保护层的玻璃化转变温度Tg高于或等于90℃且低于或等于170℃,所述保护层在80℃下的储能模量为1500Mpa或更大,所述保护层在25℃下的拉伸模量为1700Mpa或更大,当使所述偏光板在80℃下静置4小时或更长时间时,吸收轴方向和透射轴方向中的任一个或更多个方向上的收缩力为3N至10N,所述的偏光板,其满足以下方程式A:
[方程式A]
Figure FDA0003550455980000012
在方程式A中,
Lc是对应于以所述偏光板的中心为原点的直径为1cm的圆形区的区域的收缩力;
Le是对应于在所述偏光板的每个顶点处会合的两个边缘部分邻接的直径为1cm的圆形区的区域的偏光板收缩力;以及
Li是所述偏振器的吸收轴方向或透射轴方向上的平均收缩力;或者所述偏光板的吸收轴方向或透射轴方向上的平均收缩力。
2.根据权利要求1所述的偏光板,其中所述保护层的厚度为4μm至11μm。
3.根据权利要求1所述的偏光板,其中所述环氧化合物包括脂环族环氧化合物。
4.根据权利要求1所述的偏光板,其中所述环氧化合物和所述基于氧杂环丁烷的化合物的重量比为9:1至1:9。
5.根据权利要求1所述的偏光板,
其中所述保护层设置在所述偏振器的一个表面上,以及
所述偏光板包括通过粘合剂层附接在所述偏振器的与设置有所述保护层的表面相反的表面上的保护膜,
其中所述保护膜在25℃下的拉伸模量为1700Mpa或更大。
6.根据权利要求1所述的偏光板,其中所述保护层设置在所述偏振器的两个表面上。
7.根据权利要求1所述的偏光板,还包括胶合层,所述胶合层在所述保护层的与面向所述偏振器的表面相反的表面上。
8.一种图像显示装置,包括根据权利要求1至7中任一项所述的偏光板。
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