CN114231213A

CN114231213A - 接着剂、偏光板结构及其制造方法

Info

Publication number: CN114231213A
Application number: CN202210135339.7A
Authority: CN
Inventors: 邱蔓芸; 郭建生
Original assignee: Sumika Technology Co Ltd
Current assignee: Sumika Technology Co Ltd
Priority date: 2021-08-06
Filing date: 2022-02-14
Publication date: 2022-03-25
Anticipated expiration: 2042-02-14
Also published as: TW202307165A; TWI769044B; CN114231213B

Abstract

本发明公开了一种接着剂、偏光板结构及其制造方法。接着剂包括溶剂、酸性架桥剂、二元胺以及亲水性树脂粉末。亲水性树脂粉末具有羟基及/或羧基。

Description

接着剂、偏光板结构及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种接着剂、偏光板结构及其制造方法。

背景技术

偏光板的偏光膜是藉由拉伸而制作，容易有收缩、变形的问题。可利用接着剂将保护膜贴合至偏光板，藉此增强偏光板结构的强度。

发明内容

本发明系有关于一种接着剂、偏光板结构及其制造方法。

根据本发明的一方面，提出一种接着剂。接着剂包括溶剂、酸性架桥剂、二元胺以及亲水性树脂粉末。亲水性树脂粉末具有羟基及/或羧基。

根据本发明的另一方面，提出一种偏光板结构的制造方法。制造方法包括利用上述接着剂将一偏光膜与一保护膜贴合。

根据本发明的又另一方面，提出一种偏光板结构，其由上述偏光板结构的制造方法制得。

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

附图说明

图1至图3绘示一实施例的偏光板结构的制造流程。

其中，附图标记：

102:接着剂

204:保护膜

306:膜元件

408:偏光膜

510:偏光板

612:感压胶

714:玻璃层

具体实施方式

接着剂包括溶剂、酸性架桥剂及亲水性树脂粉末。实施例中，接着剂为水性接着剂，溶剂包括水。亲水性树脂粉末具有羟基(-OH)及/或羧基(-COOH)。酸性架桥剂包括醛类架桥剂。亲水性树脂粉末包括聚乙烯醇(PVA)。醛类架桥剂可包括乙二醛、戊二醛、或上述的组合。

本揭露发现，酸性架桥剂(或质子酸醛类架桥剂)于交联期间会使接着剂的pH值降低至强酸程度，使得在交联反应期间，酸性架桥剂的氢(H)离子与亲水性树脂粉末的表面上的羟基(-OH)及/或羧基(-COOH)容易产生脱水反应，形成耐水较差的化学结构，例如醛类架桥剂与聚乙烯醇(PVA)经脱水反应形成的多烯结构(亦即多烯化现象)，这会导致黄变现象，降低偏光板的耐候性能。

为克服上述发现的问题，本揭露中，实施例的接着剂更包括二元胺。二元胺可作用为制酸剂，使接着剂具有弱酸性质，例如pH值为4～5.5，从而能减缓接着剂或使用接着剂形成的接着层的黄变现象，进而提升偏光板的耐候性能。

二元胺具有以下结构式：

t为2、3、4、5或6。R1、R2、R3及R4独立地为氢或C1～C2的烷基。一实施例中，R1、R2、R3及R4皆为氢。二元胺可包括乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、已二胺、N,N-二甲基己二胺、N’,N’-二甲基己二胺、或上述的组合。

实施例中，以溶剂为100重量份为基准，二元胺可为0.5～10重量份。

在酸性架桥剂使用醛类架桥剂的情况中，一方面，如式1所示，二元胺会与醛类架桥剂反应形成中间体，中间体易与亲水性树脂粉末的亲水性官能基(例如羟基(-OH))反应，产生氢键力的结合。另一方面，二元胺能作为制酸剂，形成缓冲溶液，其能使接着剂具有弱酸性质，例如pH值4～5.5，抑制聚乙烯醇(PVA)中OH基与架桥剂中H离子进行脱水机制。从而，使用二元胺能减缓黄变发生。

本揭露中，实施例的接着剂可更包括无机铵盐，从而能减缓接着剂或使用接着剂形成的接着层的黄变现象，进而提升偏光板的耐候性能。无机铵盐为水溶性铵盐，例如包括硝酸铵。以溶剂为100重量份为基准，该无机铵盐为0.5～10重量份。实施例中，无机铵盐的重量份：二元胺的重量份为1:0.5～5，或1:0.5～4，或1:0.5～2.5。

此外，使用无机铵盐能避免二元胺交联速率过快，造成接着剂凝胶化过快而涂布不便的问题。也就是说，使用无机铵盐能减缓接着剂的凝胶化速率。如式2所示，硝酸铵会释放H离子置换二元胺孤对电子。二元胺的三级胺发生中和反应(酸碱中和)，二元胺失去孤对电子，无法再促使架桥反应，因此架桥速率减缓。

实施例中，接着剂中，以溶剂为100重量份作为基准，亲水性树脂粉末为0.5～10重量份。

实施例中，可利用接着剂将保护膜(例如图2或图3的保护膜204)与偏光膜(例如图2或图3的偏光膜408)接着在一起。可先将接着剂涂布在保护膜的表面上，然后设置偏光膜。

保护膜可具有单层或多层的结构。一些实施例中，保护膜可包含具有良好透明性、机械强度、热稳定性、水分阻隔性等的热固化型树脂或紫外线固化型树脂。举例而言，一些实施例中，保护膜可包含三醋酸纤维素(TAC)、二醋酸纤维素(DAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯、烯烃树脂、聚碳酸酯树脂(PC)、环烯烃树脂、定向拉伸性聚丙烯(OPP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、环烯烃聚合物(COP)、环烯烃共聚合物(COC)、胺基甲酸酯(PU)、丙烯酸胺基甲酸酯、环氧树脂、聚硅氧树脂、或上述的任意组合。

实施例中，可对保护膜的表面进行碱化工艺以及电晕工艺，藉此使保护膜的表面具有亲水性官能基例如是-OH官能基和/或-COOH官能基，从而具有较佳的亲水性及贴合性，有利于在后续工艺中藉由亲水性的接着剂贴合至其它光学元件，例如偏光膜或玻璃板(或玻璃保护层)，可增进贴合结构的可靠性并维持良好的光学特性。

对保护膜进行碱化工艺的步骤例如可包含将保护膜浸入碱液槽，使保护膜的表面接触碱液。一些实施例中，用于碱化工艺的碱液例如包含碱金属(alkali metal)离子、碱土金属(alkaline earth metal)离子、或其组合。一些实施例中，用于碱化工艺的碱液可包含钾离子、钠离子、或其组合。举例而言，一些实施例中，用于碱化工艺的碱液例如可包含氢氧化钾(KOH)水溶液及/或氢氧化钠(NaOH)水溶液。

一些实施例中，可在进行碱化工艺之后进行电晕工艺。一些实施例中，可在依序进行碱化工艺、水洗步骤及干燥步骤之后，对保护膜的碱化的表面进行电晕工艺。

电晕工艺例如包含设置导电辊于保护膜的表面的上方，透过导电辊放电而让空气中的气体被激发进而与表面反应。

保护膜的表面先经过碱化工艺之后，残留在保护膜的表面上的碱液中的碱性离子，例如氢氧化钾(KOH)和/或氢氧化钠(NaOH)中的OH^-离子，接收到电晕制程施加的能量而产生自由基，例如是OH^-自由基，这些自由基会进一步与保护膜在表面的结构上的表面官能基发生化学反应而形成亲水性官能基，使得表面的结构包含亲水性官能基。这些形成的亲水性官能基例如是-OH官能基和/或-COOH官能基，而这些形成的亲水性官能基键结至保护膜的既有结构上，因此使得在碱化的表面上进行电晕工艺之后所产生的亲水性提高的表面特性不会快速地回复原状，亲水性官能基已经成为表面的结构的一部份，因此对保护膜的碱化的表面进行电晕工艺所形成的表面状态不仅具有低水接触角、高亲水性与良好的贴合性，且此表面型态具有良好的稳定性与持久性。

保护膜也可形成硬涂层、防眩层、抗反射层、抗静电层及防污层等表面处理层(涂布层)。

偏光膜系聚乙烯醇系树脂所构成的偏光膜。聚乙烯醇系树脂通常系藉由聚乙酸乙烯酯系树脂皂化而得。聚乙烯醇系树脂的皂化度通常为约85摩尔％以上。作为聚乙酸乙烯酯系树脂，除乙酸乙烯酯的均聚物外，可列举乙酸乙烯酯及可与其共聚合的其他单体的共聚物。作为可与乙酸乙烯酯共聚合的其他单体，可列举不饱和羧酸类、烯烃类、乙烯醚类、不饱和磺酸类等。作为上述乙酸乙烯酯及可与其共聚合的其他单体的共聚物的具体例，可列举乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。聚乙烯醇系树脂的聚合度，通常为约1000至10000左右，较理想为约1500至5000左右。聚乙烯醇系树脂可为改质者，例如可使用以醛类改质的聚乙烯甲缩醛、聚乙烯乙缩醛、聚乙烯丁缩醛等。通常在偏光膜的制造的使用厚度约20μm至100μm，较理想为约30μm至80μm的未延伸聚乙烯醇系树脂膜作为起始材料。将该未延伸膜依序进行膨胀处理、染色处理、硼酸处理、水洗处理，在硼酸处理或其前的步骤实施单轴延伸，最后干燥得到的聚乙烯醇系偏光膜的厚度，例如为约1μm至40μm左右。

为让本揭露的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举具体示例，作详细说明如下：

可参照如图1至图3所示的偏光板结构的制造流程。

于一锥形瓶中添加接着剂102的组份，包括100克水、4克聚乙烯醇(PVA)粉末(品名：PVA,Z-200，购自三菱化学株式会社)、5克醛类架桥剂(品名：乙二醛、戊二醛，购自友和贸易)，以及如表1所示添加量的硝酸铵(品名：硝酸铵，购自友和贸易)、二元胺(品名：N,N-二甲基己二胺、N’,N’-二甲基己二胺，购自友和贸易)，在搅拌均匀后得到呈水胶状态的接着剂102。以pH计量测接着剂102。实施例与比较例的差异及测试结果显示于表1。

然后，如图1所示，将呈水胶状态的接着剂102以拉丝锭涂布机(wire bar coater)涂敷于三醋酸纤维素(TAC)系的保护膜204上以形成的膜元件306。利用金属轧辊将两膜元件306的接着剂102接触偏光膜408，以形成如图2所示的偏光板510。

以胶带将偏光板510的四方固定于玻璃板上，并以80℃烘烤2分钟。然后，撕除胶带，并移除玻璃板。

将感压胶612贴合于偏光板510后裁切成尺寸8cm*8cm，然后利用感压胶612将偏光板510贴合于玻璃层714(有碱玻璃)，以形成如图3所示的偏光板结构。将偏光板结构投入RA机台，温度设定115℃，观察水胶状态的接着剂102转变成具有黏贴作用的凝胶状态的时间点，结果显示于表1中。

接着，将具有凝胶状态的接着剂102的偏光板结构置于105℃的干燥环境下进行信赖性/耐候试验，每间隔50小时目测观察一次，纪录偏光板510的外观发生黄变(黄化)现象的时间点，结果显示于表1中。

表1

由比较例1发现，没有使用二元胺与硝酸铵的接着剂102为强酸物质，pH值低至2.8，在高温环境下会发生多烯化现象，致使制作得偏光板510不耐高温，测试后于200小时即出现黄变现象。

跟比较例1相比，实施例1至实施例5的接着剂102额外使用二元胺，使得pH值上升至弱酸程度，表示二元胺可作用为制酸剂，并且制备得的偏光板510的黄变发生时间显著延迟。

跟实施例5相比，实施例1至实施例4的接着剂102更额外使用硝酸铵，pH值维持在弱酸程度，并且制备得的偏光板510的黄变发生时间更晚。此外，跟实施例5相比，实施例1至实施例4的接着剂102的凝胶化时间更长，表示硝酸铵能减缓凝胶化，因此接着剂使用上更为方便。

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。

Claims

1.一种接着剂，包括：

溶剂；

酸性架桥剂；

二元胺；以及

亲水性树脂粉末，具有羟基及/或羧基。

2.如权利要求1所述的接着剂，其中该二元胺具有以下结构式：

t为2、3、4、5或6，

R1、R2、R3及R4独立地为氢或C1～C2的烷基。

3.如权利要求2所述的接着剂，其中R1、R2、R3及R4皆为氢。

4.如权利要求2所述的接着剂，其中该二元胺包括乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、已二胺、N,N-二甲基己二胺、N’,N’-二甲基己二胺、或上述的组合。

5.如权利要求1所述的接着剂，其中该酸性架桥剂包括醛类架桥剂。

6.如权利要求1所述的接着剂，更包括无机铵盐。

7.如权利要求6所述的接着剂，其中以该溶剂为100重量份为基准，该二元胺为0.5～10重量份，该无机铵盐为0.5～10重量份。

8.如权利要求6所述的接着剂，其中该无机铵盐的重量份：该二元胺的重量份为1:0.5～5。

9.如权利要求6述的接着剂，其中该无机铵盐为水溶性铵盐。

10.如权利要求6所述的接着剂，其中该无机铵盐包括硝酸铵。

11.如权利要求1所述的接着剂，其中以该溶剂为100重量份为基准，该亲水性树脂粉末为0.5～10重量份。

12.如权利要求1所述的接着剂，其中该亲水性树脂粉末包括聚乙烯醇(PVA)。

13.如权利要求1所述的接着剂，其pH值为4～5.5。

14.如权利要求1所述的接着剂，其中该溶剂包括水。

15.一种偏光板结构的制造方法，包括利用如权利要求1所述的接着剂将一偏光膜与一保护膜贴合。

16.一种偏光板结构，利用如权利要求15所述的制造方法制得。