JP2006193702A

JP2006193702A - 偏光板の粘着剤

Info

Publication number: JP2006193702A
Application number: JP2005060300A
Authority: JP
Inventors: Chih-Chiang Liao; 志強廖; Yao-Chung Cheng; ▲尭▼中鄭; Tien-Hsieh Chen; 田協陳; Chia-Lin Hsieh; 家▲广▼ 謝
Original assignee: Optimax Technology Corp
Current assignee: Optimax Technology Corp
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-03-04
Publication date: 2006-07-27
Also published as: TWI288168B; US20060155061A1; KR20060082013A; TW200532001A

Abstract

【課題】ポリビニルアルコールフィルムとトリアセチルセルロースフィルムとの貼り合せ効果を改善して、工程良率および偏光板の品質を向上させる粘着剤を提供する。
【解決手段】粘着材を、ポリビニルアルコール水溶液と、アルデヒド類物質とから形成し、触媒を加えて反応を加速する。アルデヒド類物質はグリオキシルであり、その添加比率は約０．０１重量％〜５重量％であり、ポリビニルアルコール水溶液の濃度は約１重量％〜１０重量％である。
【選択図】図２

Description

本発明は、偏光板の粘着剤に関し、特に偏光板の貼り合わせ工程に使用される粘着剤に関する。

近年、光電に関する技術が常に改良されてきている上に、デジタル時代の到来により、液晶表示装置（liquid crystal display：ＬＣＤ）の市場は非常に発展している。液晶表示装置は、高画質、小体積、軽量、低電圧駆動および低電力消耗などの長所を有するために、広くパーソナルデジタルアシスタント（personal digital assistant：ＰＤＡ）、携帯電話、ビデオカメラ、ノートブック型コンピュータ、デスクトップ型表示装置、自動車用表示装置およびプロジェクションテレビなどといった大衆消費の通信または電子製品に広く利用され、次第に陰極線管（cathode ray tube：ＣＲＴ）に取って代わり表示装置の主流となっている。

偏光板（polarizer）は、液晶表示装置の重要な構成要素の一つであり、それは自然光を偏光へ変換して液晶表示装置の利用へ提供するとともに、液晶分子のねじれ特性により光線の明暗状態を制御することができる。図１は、従来の偏光板の断面構造を示す模式図である。図１に示すように、偏光板は主に多層の光学フィルムからなり、偏光メカニズムが偏光基板により制御される。ポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol：ＰＶＡ）フィルム１００は、二色の物質により染色されて延伸されると偏光特性を備えるために、偏光基板としてよく使用される。偏光基板がフィルムに形成されると、機械性質の低下により容易に割れるようになるため、通常、ポリビニルアルコールフィルム１００の両側にトリアセチルセルロース（tri-acetyl cellulose：ＴＡＣ）フィルム１２０をそれぞれ一層貼り、偏光基板を支持保護していた。そして更に、それぞれ感圧接着剤１４０、離型フィルム１６０および保護フィルム１８０を使用して、保存および運送の際の保護を行っていた。一般に保護フィルム１８０は、ポリエチレン（polyethylene：ＰＥ）材料からなり、離型フィルム１６０は、ポリエチレンテレフタレート（poly-ethylene terephthalate：ＰＥＴ）材料から通常製作される。また、偏光板を大きいサイズの液晶表示装置へ適用するときには、広視野角フィルムを加えることもでき、この広視野角フィルムは、同時に偏光板の第２層の保護フィルムにすることもできる。

ポリビニルアルコールフィルム１００とトリアセチルセルロースフィルム１２０との貼り合せ工程を行う前に、ポリビニルアルコールフィルム１００（例えば、延伸、染色、乾燥などの工程）およびトリアセチルセルロースフィルム１２０（例えば、エッチング、洗浄、乾燥などの工程）をそれぞれ処理してから、ジェル（gel）によりそれら二つを貼り合せる。しかし、ジェルは温度や湿度の影響を受けやすく、偏光板の耐候性が理想的ではなかった。また、従来のジェルは、貼り合せ工程を行うときに、ポリビニルアルコールフィルム１００に内部収縮が容易に発生して、偏光板の辺縁に剥離が発生した。そのため、製品の品質に影響を与えるだけでなく、良率も低下させた。

本発明の目的は、ポリビニルアルコールフィルムとトリアセチルセルロースフィルムとの貼り合せ効果を改善して、工程の良率および偏光板の品質を向上させる粘着剤を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明はポリビニルアルコールフィルムとトリアセチルセルロースフィルムとを効果的に貼り合せて、工程の良率を向上する耐高温性および耐高湿性に優れた粘着剤を提供する。また、粘着剤の耐熱性および耐水性を改善することにより、偏光板の耐候性を向上させる。

本発明の粘着剤では、アルデヒド類物質をポリビニルアルコール水溶液へ溶解させ、さらに触媒を加えて反応を加速させてポリビニルアセタールを生成する。アルデヒド類物質はグリオキシルであり、その添加量は約０．０１重量％〜５重量％であり、ポリビニルアルコール水溶液の濃度は約１重量％〜１０重量％であることが好ましい。この粘着剤を偏光板の貼合せ工程に適用すると、ポリビニルアルコールフィルムとトリアセチルセルロースフィルムとを効果的に貼り合せることができ、ポリビニルアルコールフィルムに発生する内部収縮と、偏光板の辺縁に発生する剥離現象とを防ぐことができる。また、製造される粘着剤は、より優れた耐水性および耐熱性を備えているため、偏光板の耐候性を大幅に向上させることができる。

本発明の粘着剤は、ポリビニルアルコールフィルムとトリアセチルセルロースフィルムとを効果的に貼り合わせることができるため、偏光板の辺縁には剥離が発生せず、工程良率を向上させることができる。また、本発明の粘着剤は、より優れた耐熱性および耐水性を備えているため、これにより製作される偏光板の耐候性を大幅に向上させることができる。

本発明の偏光板に使用する粘着剤の製造方法、使用方法および粘着剤と偏光板との性質テストの好適な実施形態を、以下において図面と合わせて説明する。

図２は、本発明の好適な一実施形態による粘着剤の製造方法を示す流れ図である。ステップ２１０およびステップ２３０において、先ずポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol：ＰＶＡ）を水に溶解してポリビニルアルコール水溶液を形成してから、アルデヒド（aldehyde）類物質をポリビニルアルコール水溶液へ加える。それから、ステップ２７０において、この混合水溶液を均一に撹拌して、ポリビニルアルコールとアルデヒド類物質とを反応させて、ポリビニルアセタールを形成する。アルデヒド類物質は、ホルムアルデヒド（formaldehyde）、ブチルアルデヒド（butyraldehyde）またはグリオキシル（glyoxal）などの各種アルデヒド類溶剤でもよい。本実施形態では、アルデヒド類物質として、グリオキシルが使用されている。また、ステップ２５０において、触媒をポリビニルアルコール水溶液へ加えて反応を加速して、反応をより完全に行ってもよい。

アルデヒド類物質を水に溶解すると黄色を呈するため、過剰なアルデヒド類物質が添加された場合、粘着剤の光学性質に影響を与える。そのため、上述したグリオキシルの好適な添加比率は約０．０１重量％〜５重量％であり、ポリビニルアルコール水溶液の好適な濃度は約１重量％〜１０重量％である。また、この実施形態では、酸（acid）を触媒にして、ポリビニルアルコール水溶液のｐＨ値を２〜７の間に制御する条件が好ましい。このグリオキシルが含まれる比率の重量％は、グリオキシルが反応に使用される物質の重量総和の約０．０１％〜５％である。ポリビニルアルコール水溶液の濃度は、総水溶液の重量中、ポリビニルアルコールが１％〜１０％を占める。例えば、ポリビニルアルコールが１００グラムの場合、ポリビニルアルコールの重量が約１グラム〜１０グラムであり、水の重量はそれに対応して約９９〜９０グラムとなる。

同様に図２の流れ図を参照する。ステップ２１０からステップ２７０を完了すると、上述の実施形態による粘着剤が得られる。続いて、ステップ２８０において、上述の均一に撹拌された混合水溶液（粘着剤）を工程表面上に塗布し、ステップ２８２において、内部にある溶剤が完全に揮発するまで工程表面をベーキングしてから、粘着剤の性質をテストする。

例えば、ステップ２８４において、粘着剤に対して耐水性のテストを行う。先ず、製造が完了した粘着剤をベーキングしてプラスチック塊に形成してから水中へ入れ、９０℃で３０分間連続して煮る。続いて、水煮された後のプラスチック塊を、６０℃で２４時間ベーキングした後に、プラスチック塊の水煮テストの前後における重量変化を記録して、粘着剤の耐水性判断の根拠とする。この実施形態から分かるように、従来のジェルは完全に水に溶解するのと異なり、本実施形態の粘着剤は、水煮テストの後の重量変化が１０％以下である。そのため、本実施形態の粘着剤は、従来のジェルよりも優れた耐水性を備えていることが分かる。

そして、本実施形態の粘着剤を偏光板の貼合せ工程に適用し、偏光板に対して耐水性、耐熱性および耐候性のテストを行う。続いて、図２の流れ図を参照する。ステップ２８６において、ステップ２７０で得られた混合水溶液を、適当な大きさにカットされたポリビニルアルコールフィルム上へ塗布する。そして、ステップ２８８において、トリアセチルセルロースフィルムをポリビニルアルコールフィルム上へ平らに貼り付けて覆う。その後、ステップ２９０において、粘着剤をベーキングし、トリアセチルセルロースフィルムとポリビニルアルコールフィルムとを緊密に貼り合せる。続いて、ステップ２９２において、トリアセチルセルロースフィルムが貼られたポリビニルアルコールフィルムを、２０℃の水と５０℃の水とに入れて観察する。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、上述した粘着剤は、ポリビニルアルコールフィルムとトリアセチルセルロース（tri-acetyl cellulose：ＴＡＣ）フィルムとを効果的に貼り合せて、ポリビニルアルコールフィルムが内部収縮することを防ぐことができる。従って、温度が２０℃および５０℃の水に浸漬しても、ポリビニルアルコールフィルムの辺縁は原状を維持することができ、剥離は発生しない。

また、ステップ２９４において、トリアセチルセルロースフィルムを貼り付けたポリビニルアルコールフィルムを以下の環境に１０００時間晒して、その光学性質（例えば、透過率、偏光率、耐光性など）の変化をテストして、耐候性の評価基準とする。

（１）温度が８０℃の環境。
（２）温度が６０℃で、相対湿度が９０％の環境。
（３）温度が４０℃で、相対湿度が９５％の環境。
（４）４００Ｗの水銀灯を距離３０ｃｍから照らした環境。

これら各実験結果から分かるように、本実施形態の粘着剤によりトリアセチルセルロースフィルムが貼られたポリビニルアルコールフィルムは、上述の環境中でも光学性質の変化率を３％以下に抑えることができるため、偏光板要素の性能要求に合致する。

（比較実施形態）
従来のジェルを使用して同様の工程により偏光板（即ちトリアセチルセルロースフィルムが貼られたポリビニルアルコールフィルム）を製作して、同様のテスト条件下で耐水性テストおよび耐候性テストを行った場合、従来のジェルで貼り合わされた偏光板の辺縁において、トリアセチルセルロースフィルムが剥離して、ポリビニルアルコールフィルムを露出させる。図４Ａおよび図４Ｂは、温度が２０℃および５０℃の水に浸漬された偏光板の状態を示す。従来のジェルにより製造された偏光板の光学特性は、変化率が３％よりも大きくなるため性質は不安定になりやすい。それに比べて、本実施形態の粘着剤を適用して偏光板を製作した場合、好適な耐候性および耐水性を具備させることができる。

本発明では好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術に熟知するものなら誰でも、本発明の趣旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って本発明の保護の範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

従来の偏光板の断面構造を示す模式図である。本発明の一実施形態による粘着剤の製造方法および粘着剤の耐水テストを示す流れ図である。本発明の一実施形態による耐水性のテスト結果の写真を示す概略図である。本発明の好適な一実施形態による耐水性のテスト結果の写真を示す概略図である。比較実施形態による耐水性のテスト結果の写真を示す概略図である。比較実施形態による耐水性のテスト結果の写真を示す概略図である。

Claims

ポリビニルアルコール水溶液と、
前記ポリビニルアルコール水溶液に溶解されたアルデヒド類物質と、
を含むことを特徴とする偏光板の粘着剤。
前記ポリビニルアルコール水溶液に溶解され、前記ポリビニルアルコール水溶液のｐＨ値が２〜７の間になるように添加量が制御された触媒を含むことを特徴とする請求項１記載の偏光板の粘着剤。
前記ポリビニルアルコール水溶液の濃度は１重量％〜１０重量％であることを特徴とする請求項１または２記載の偏光板の粘着剤。
前記アルデヒド類物質は、ホルムアルデヒド、ブチルアルデヒドまたはグリオキシルであることを特徴とする請求項１記載の偏光板の粘着剤。
前記アルデヒド類物質の添加量は０．０１重量％〜５重量％であることを特徴とする請求項４記載の偏光板の粘着剤。