TW201602280A - 黏著劑組成物及包含該黏著劑組成物之偏光板 - Google Patents

Abstract

本發明揭示黏著劑組成物及偏光板，其中偏光器附著有使用該黏著劑組成物之保護膜。用於偏光板之該黏著劑組成物呈現極佳耐久性及光學性質，同時維持低黏度，且該黏著劑組成物為高度光可固化的，以使得即便曝露於低強度光之後，其仍可具有足以實際應用之黏著強度。另外，塗覆有該黏著劑組成物之該偏光板具有在熱震(H/S)條件下不開裂之優點。

Description

黏著劑組成物及包含該黏著劑組成物之偏光板

本發明係關於黏著劑組成物及偏光板，其中偏光器附著有使用該黏著劑組成物之保護膜。

偏光板為可用於液晶顯示器之光學元件。通常，偏光板具有多層結構，其中保護膜係積層於偏光器之各側上。保護膜亦可僅應用於偏光器之一側，但在大多數狀況下，將不僅具有保護功能而且具有另外功能(例如，光學功能)之膜附著至該偏光器之另一側。習知地，偏光器係藉由以下方式製備：用硼酸處理二向色顏料(dichroic pigment)染色的單軸定向之聚乙烯醇系膜(polyvinylalcohol-based film)，接著洗滌並乾燥該膜。

通常，在洗滌及乾燥製程之後，立即將保護膜附著至偏光器。此舉是因為在乾燥之後，偏光器之物理強度較弱，且當偏光器經捲繞時在處理方向上易於撕裂。因此，在乾燥之後立即用黏著劑塗佈偏光器，且同時將保護膜附著至 兩側。

同時，保護膜之附著係以高速率、於光照下在運送機上進行。就此而言，在甚至小強度光下，黏著劑應受固化以便達成附著。因此，已針對黏著劑之光可固化性之改良進行大量研究。例如，韓國發明專利未審查申請公開案第10-2012-0030977號揭示一種黏著劑組成物，其包含光敏劑以增強光可固化性。然而，單獨的光敏劑無法確保足夠光可固化性，且難以應用於實際製程。

[相關技術文件]

[專利文件]

(專利文件1)1.韓國發明專利未審查申請公開案第10-2012-0030977號

本發明旨在提供一種用於偏光板之黏著劑組成物，該黏著劑組成物在耐久性及光學性質方面為優異的，同時維持低黏度，且該黏著劑組成物具有經改良的光可固化性，以使得即便在曝露於低強度光之後仍可確保足夠黏著強度；以及提供一種偏光板，其使用該黏著劑組成物製備，該偏光板在熱震(H/S)條件下不會開裂。

為解決相關技術中遇到的問題，本發明之一態樣旨在提供一種用於偏光板之黏著劑組成物，該黏著劑組成物包 含陽離子光可固化單體、多元醇及光酸產生劑，其中將該黏著劑組成物在300mJ/cm²至480mJ/cm²之曝光條件下固化，以提供足夠高的黏著強度，從而防止附著至偏光器之保護膜的剝離。

在本發明之一個示範性實施例中，該陽離子光可固化單體可為環氧基單體(epoxy monomer)、氧雜環丁烷單體(oxetane monomer)或乙烯基醚單體。

在本發明之另一個示範性實施例中，該陽離子光可固化單體可為選自由以下化學式1至化學式27表示的化合物組成之群中之至少一者：

[化學式14]

在本發明之另一個示範性實施例中，該多元醇可含有兩個或兩個以上分子內羥基，其中分子量為500或更小。

在本發明之另一個示範性實施例中，該多元醇可為選自由以下化學式28至化學式47表示的化合物組成之群中之至少一者：

其中n為1至10之整數，

[化學式38]

[化學式45]

在本發明之另一個示範性實施例中，該光酸產生劑可為選自由芳香族鋶鹽及芳香族錪鹽組成之群中之至少一者。

在本發明之另一個態樣中，本發明提供一種偏光板，其包含：聚乙烯醇系偏光器；黏著劑層，其塗覆於該偏光器之任一側或兩側，該黏著劑層包括黏著劑組成物；以及保護膜，其積層於該黏著劑層上。

在本發明之一個示範性實施例中，當對偏光板施加50次至150次熱震循環時，該偏光板不開裂。就此而言，一次熱震循環係由以下組成：在-40℃下處理該偏光板30分鐘，及隨後在85℃下處理30分鐘，及隨後將溫度降低至-40℃。

下文中，將詳細解釋本發明。

根據本發明之一態樣，本發明提供一種用於偏光板之黏著劑組成物，該黏著劑組成物包含陽離子光可固化單體、多元醇及光酸產生劑，即便在曝露於低強度光之後，該黏著劑組成物仍可呈現極佳黏結強度。本發明之黏著劑組成物之特徵為光可固化性之改良，因為多元醇促進陽離子光可固化單體之聚合。舉例而言，即便在300mJ/cm²至480mJ/cm²之曝光條件下，根據本發明之用於偏光板之黏著劑組成物可經固化以呈現極佳黏著強度。

根據本發明之另一個態樣，本發明提供一種偏光板，其使用黏著劑組成物製備，該偏光板在熱震條件下不開裂。更詳細而言，使用包含多元醇及陽離子光可固化單體(其中多元醇在陽離子光可固化單體之聚合時用作交聯劑，且因此增加所得黏著劑層之彈性模量)之黏著劑組成物製備的本發明之偏光板可防止該偏光器收縮。因此，偏光板在熱震條件下不開裂。

下文中，將詳細解釋黏著劑組成物之組分中之每一者。

陽離子光可固化單體

如本文所用，術語「陽離子光可固化單體」係指一種單體，該單體可藉由陽離子(亦即，帶正電化學物種)所負責之陽離子聚合機制來聚合。陽離子光可固化單體可藉由環氧基單體、氧雜環丁烷單體或乙烯基醚單體來例證。

較佳地，基於100重量份之黏著劑組成物計，陽離子光可固化單體可以80重量份至98重量份之量被包含。當陽離子光可固化單體之含量低於80重量份時，黏著劑在固化之後具有不充分硬度，且因此耐久性較差。另一方面，含量大於98重量份之陽離子光可固化單體降低固化速率，導致黏著劑組成物之不充分固化度及由此所致的較差耐久性。

更詳細地，環氧基單體可為選自由以下化學式1至化學式14表示的化合物組成之群中之至少一者：

[化學式4]

在本發明之另一個示範性實施例中，氧雜環丁烷單體可為選自由以下化學式15至化學式18表示的化合物組成之群中之至少一者：

在本發明之另一個示範性實施例中，該乙烯基醚單體可為選自由以下化學式19至化學式27表示的化合物組成之群中之至少一者：

[化學式27]

多元醇

如本文所用，術語「多元醇」係指一種醇，其含有兩個或兩個以上羥基，該等羥基作用來在曝露於UV光時促進陽離子光可固化單體之聚合。

較佳地，基於100重量份之黏著劑組成物計，多元醇以1重量份至20重量份之量被包含。含量小於1重量份之多元醇不足以增大固化速率。另一方面，當多元醇以大於20重量份之量使用時，固化劑及固化度遭降級，從而導致耐久性降低。

在一個示範性實施例中，多元醇具有500或更小之分子量。當多元醇具有大於500之分子量時，黏著劑組成物之黏度增加，且該黏著劑組成物難以在低黏度下維持。

詳細而言，多元醇可為選自由以下化學式28至化學式47表示的化合物組成之群中之至少一者：

[化學式29]

其中n為1至10之整數，

[化學式37]

[化學式44]

光酸產生劑

作為光酸產生劑，諸如芳香族重氮鹽、芳香族錪鹽或芳香族鋶鹽及鐵-芳烴複合物之鎓鹽可單獨使用或以組合方式使用。

基於100重量份該黏著劑組成物計，光酸產生劑較佳地以1重量份至5重量份之量被包含。當光酸產生劑以每100重量份黏著劑組成物小於1重量份之量來使用時，黏著劑組成物之硬度變得較差，且因此具有不足耐久性。另一方面，當光酸產生劑之含量超過5重量份，固化樹脂之強度降低，以致於耐久性可降級。

作為芳香族重氮鹽，可用的為例如六氟銻酸重氮苯、六氟磷酸重氮苯或六氟硼酸重氮苯。

芳香族錪鹽可藉由以下例證：二苯基錪肆(五氟苯基)硼酸鹽、二苯基錪六氟磷酸鹽、二苯基錪六氟銻酸鹽、二(4-壬基苯基)錪六氟磷酸鹽等。

芳香族鋶鹽之實例包括：三苯基鋶六氟磷酸鹽、三苯基鋶六氟銻酸鹽、三苯基鋶肆(五氟苯基)硼酸鹽、二苯基[4-(苯硫基)苯基]鋶六氟銻酸鹽、4,4'-雙[二苯基二氫硫基]二苯基硫醚雙六氟磷酸鹽、4,4'-雙[二(β-羥基乙氧基)苯基二氫硫基]二苯基硫醚雙六氟銻酸鹽、4,4'-雙[二(β-羥基乙氧基)苯基二氫硫基]二苯基硫醚雙六氟磷酸鹽、7-[二(對甲苯甲醯基)二氫硫基]-2-異丙基噻噸酮六氟銻酸鹽、7-[二(對甲苯甲醯基)二氫硫基]-2-異丙基噻噸酮肆(五氟苯基)硼酸鹽、4-苯基羰基-4'-二苯基二氫硫基-二苯基硫醚六氟磷酸鹽、4-(對第三丁基苯基羰基)-4'-二苯基二氫硫基-二苯基硫醚六氟銻酸鹽、4-(對-第三丁基苯基羰基)-4'-二(對甲苯甲醯基)二氫硫基-二苯基硫醚肆五氟苯基)硼酸鹽及二苯基[4-(苯硫基)苯基]鋶磷酸鹽。

作為鐵-芳烴複合物，可使用例如二甲苯-環戊二烯基六氟銻酸鐵(II)、異丙苯-環戊二烯基六氟磷酸鐵(II)或二甲 苯-環戊二烯基-三(三氟甲基磺醯基)甲烷化鐵(II)。

在較佳示範性實施例中，光酸產生劑可為選自由化學式48及化學式49表示的化合物組成之群中之至少一者。

在不劣化黏著劑組成物之用途的條件內，該黏著劑組成物可進一步包含添加劑，諸如塑化劑、矽烷偶合劑、抗靜電劑、細粒及調平劑。特定而言，調平劑可適用於增強黏著劑組成物之可分散性。

根據本發明之另一個態樣中，本發明提供一種偏光板，其包含：偏光器；黏著劑層，其塗覆於該偏光器之任一側或兩側，該黏著劑層包括黏著劑組成物；以及偏光器保護膜，其積層於該黏著劑層上。

本發明之偏光板之特徵為因為存在黏著劑組成物而在熱震時不出現裂紋。偏光板之開裂係歸因於熱震時在保護 膜與偏光器之間的收縮百分比差異。亦即，在熱震條件下，偏光器收縮(在加熱條件下水分蒸發之後，偏光器在冷卻條件下收縮)，而基板不收縮。

例如，在-40℃下歷時30分鐘及在85℃下歷時30分鐘之50次至150次熱處理循環期間，偏光板不開裂。

偏光器為經定向之聚乙烯醇系膜，二向色顏料係併入該膜中並加以對準。

對在偏光器中之用途而言，可藉由皂化聚乙酸乙烯酯系樹脂來獲得聚乙烯醇系樹脂。聚乙酸乙烯酯系樹脂可包括乙酸乙烯酯與其他可聚合單體之共聚物以及聚乙酸乙烯酯之均聚物。可與乙酸乙烯酯共聚之單體可藉由以下例證：不飽和羧酸系單體、不飽和磺酸系單體、烯系單體、乙烯基醚系單體及含銨丙烯醯胺系單體。另外，聚乙烯醇系樹脂可加以改質。舉例而言，可使用醛改質之聚乙烯甲醛或聚乙烯縮醛。通常，聚乙烯醇系樹脂具有85莫耳%至100莫耳%且較佳98莫耳%或更高之皂化度。另外，聚乙烯醇系樹脂之聚合度可在1,000至10,000且較佳1,500至5,000之範圍變化。

由聚乙烯醇系樹脂形成之膜可用作偏光器之粗製膜。聚乙烯醇系樹脂之形成方法無特別限制，但可為此項技術 中熟知之典型方法。粗製膜之厚度無特別限制，且可在例如10μm至150μm之範圍變化。

適用於本發明之偏光器可順序地藉由使聚乙烯醇系膜單軸定向、用二向色顏料將膜染色、用硼酸溶液處理染色膜、洗滌及乾燥來製備。

或者，可在染色製程之前、期間或之後，使聚乙烯醇系膜單軸定向。當單軸定向在染色製程之後進行時，可在用硼酸處理之前、期間或之後進行單軸定向。當然，膜可在此等時間點以多個步驟進行單軸定向。對於單軸定向而言，可使用具有不同周邊速度之輥或一系列排輥(row roll)。可藉由在空氣中乾燥拉伸膜或藉由濕式拉伸在溶劑中溶脹之膜而達成單軸定向。可進行單軸定向以達到4至8之伸長比。

可藉由例如在二向色顏料之水溶液中浸沒聚乙烯醇系膜來進行染色製程。二向色顏料可為碘或二向色染料。較佳地，聚乙烯醇系膜可在染色前在水中溶脹。

當將碘用作二向色顏料時，可藉由在碘或碘化鉀之水溶液中浸沒聚乙烯醇系膜來達成染色。此染色溶液每100重量份水可含有0.01重量份至1重量份之碘或0.5重量份至20重量份之碘化鉀。對於染色製程而言，浸沒可在加熱 至20℃至40℃之水溶液中持續20sec至1,800sec(染色時間)。

當將二向色染料用作二向色顏料時，將聚乙烯醇系樹脂膜浸沒在二向色染料之水溶液中。基於100重量份計，二向色酸之含量可通常在1×10^-4重量份至10重量份之範圍變化，且較佳地在1×10^-3重量份至1重量份之範圍變化。此水溶液可含有諸如硫酸鈉之無機鹽來作為染色助劑。染料水溶液可維持在20℃至80℃下，其中將膜之浸沒維持10sec至1,800sec。

可簡單藉由在硼酸水溶液中浸沒來達成用硼酸對染色聚乙烯醇系膜之處理。基於100重量份計，硼酸溶液可含有呈2重量份至15重量份且較佳5重量份至12重量份之量的硼酸。在其中碘用作二向色顏料之狀況下，硼酸水溶液每100重量份水可較佳地含有0.1重量份至15重量份且較佳5重量份至12重量份之含量的碘化鉀。硼酸水溶液之溫度通常為50℃或更高，且較佳為50℃至85℃，且更佳為60℃至80℃，且浸沒時間可在60sec至1,200sec、較佳150sec至600sec且更佳200sec至400sec之範圍變化。

在硼酸處理之後，通常洗滌並乾燥聚乙烯醇系膜。可藉由在水中浸沒經硼酸處理之聚乙烯醇系膜來進行洗滌製程。就此而言，水維持在5℃至40℃下，並且浸沒時間通 常設定為1sec至120sec。在洗滌之後，偏光器可藉由乾燥聚乙烯醇系膜而獲得。對於乾燥而言，可使用熱空氣乾燥器或遠紅外加熱器。乾燥溫度可處於30℃至100℃，且較佳為50℃至80℃，且乾燥時間可為60sec至600sec且較佳為120sec至600sec。

如此製備的偏光器可為5μm至40μm厚。

只要偏光器保護膜與黏著劑組成物形成醯胺鍵，任何偏光器保護膜即可用於本發明。更特定而言，保護膜可具有酯基(-COOR)，該酯基與黏著劑組成物之幾丁聚醣樹脂之胺基(-NH₂)形成醯胺鍵。例如，保護膜可由三乙醯基纖維素樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂及/或聚對苯二甲酸酯樹脂製成。

偏光器保護膜可具有10μm至200μm且較佳10μm至150μm之厚度。此外，當將偏光器保護膜塗覆至偏光器之相對側時，相應偏光器保護膜之厚度可相同或不同。

當剝除聚乙烯醇系偏光器時，本發明之偏光板可維持1N或更大之180°剝離力(剝離速度300mm/min)。剝離力彌補黏著強度，且1N或更大之剝離力意謂不必關注歸因於偏光器之收縮及保護膜之膨脹所致剝離缺陷，通常觀察到剝離缺陷係由於較差黏著強度而發生，如耐久性試驗中 所量測的。

黏著劑層可具有0.01μm至10μm、較佳0.05μm至5μm且最佳0.1μm至1μm之厚度。偏光器的未塗覆保護膜之側可經受用於硬塗佈、抗反射、抗黏貼、擴散或抗眩光之處理製程。

偏光器與保護膜之間的黏結可使用此項技術中的典型方法來達成，該等典型方法例如為澆注法、麥爾棒塗法(Meyer bar coating method)、凹版塗佈法、模塗法、浸塗法或噴塗法。在將黏著劑組成物塗覆至偏光器或保護膜之預定側之後，偏光器及保護膜彼此黏結。在澆注法中，當偏光器或保護膜在垂直、水平或傾斜方向上移動時，使黏著劑組成物向下流動至預定側上。在用黏著劑組成物塗佈偏光器或保護膜之後，將該偏光器或保護膜安裝至夾持輥且黏貼至其對應部。

在偏光器與保護膜之間的黏著之後，可乾燥所得結構。可在40℃至100℃且較佳60℃至100℃之溫度下，用熱空氣進行此乾燥製程。乾燥時間可為20sec至1,200sec。乾燥製程之後，偏光板可較佳地在稍微較高溫度(例如，20℃至50℃)下培育12h至600h。在乾燥之後，黏著劑層之厚度在0.001μm至5μm、較佳地0.01μm至2μm且更佳0.01μm至1μm之範圍變化。厚度大於5μm之黏 著劑層可賦予偏光板較差外觀。

根據需要，偏光器的與塗覆有偏光器保護膜之側相反的裸露側可與表面處理層積層，該表面處理層例如為硬塗層、抗反射層、抗眩光層、抗靜電層等。另外，光學功能膜可進一步經由偏光器上之黏著劑層來積層。

光學功能膜之實例包括：光學補償膜，其中該光學補償膜之液晶化合物或聚合物在基板上對準；反射性偏振光分離膜，其起作用來使某種偏振光透射同時反射與可透射光相對的偏振光；阻滯膜，其由聚碳酸酯樹脂製成；阻滯膜，其由環聚烯系樹脂製成；抗眩光膜，其上具有凸隆及凹陷之圖案；抗反射膜，其上提供有反射性功能；反射性膜，其在表面上具有反射性功能；以及半透射反射性膜，其具有反射及透射功能。

根據本發明之另一個態樣，本發明提供一種液晶顯示器，其包含偏光板。

可經由以下實例獲得對本發明之較好理解，該等實例經闡述以說明本發明而並非解釋為限制本發明。

實例1至9及比較例1至3：黏著劑組成物之製備

(1)黏著劑組成物之製備

黏著劑組成物按表1所示來製備(單位：重量份，基於100重量份之陽離子光可固化單體計)。

(2)偏光板之製造

使80μm厚之三乙醯基纖維素膜經受電暈放電處理。使用刮棒塗佈機、用表1之黏著劑組成物中之一者塗佈三乙醯基纖維素膜之電暈放電處理表面，以使得所得固化黏著劑層為約3μm厚。向此黏著劑層附著聚乙烯醇-碘化物-基底之偏光器。使在一個表面上具有抗眩光層之雙軸定向聚對苯二甲酸乙二酯膜(43μm厚)於另一個表面(與抗眩光層相反)上經受電暈放電處理。向此電暈放電處理表面，使 用刮棒塗佈機來塗覆相同黏著劑組成物，以使得所得黏著劑層具有約3μm之厚度。經由此黏著劑層，將一側上具有三乙醯基纖維素膜之偏光器之裸露側附著至聚對苯二甲酸乙二酯膜。使所得多層結構曝露於來自配備有帶式運送機之光照射裝置(燈為Fusion UV system製造之「D閥燈(D valve)」)之UV光，以達到300mJ/cm²、480mJ/cm²或750mJ/cm²之積累強度，同時使雙軸定向聚對苯二甲酸乙二酯膜之抗眩光層面向該燈。當黏著劑組成物固化時，即製作出具有黏結至偏光器兩側之保護膜的偏光板。

試驗實例1：黏著性試驗

測試以上製作的偏光板之黏著性。就此而言，根據多種曝光強度(300mJ/cm²、480mJ/cm²及750mJ/cm²)，自偏光器上剝離PET膜。結果提供在以下表2中。

表2藉由將偏光板分級為以下各項來概述黏著劑試驗結果：「極佳」，膜在界面處未剝離之情況；「良好」，膜在界面處剝離但未遭破壞；以及「較差」，黏著劑組成物固化之後即發生分層之情況。

如可在表2中所見，取決於存在或不存在多元醇，黏著性存在巨大差異。特定而言，儘管曝光量低，但含有多元醇之實例1至9之黏著劑組成物呈現極佳黏著性。

試驗實例2：熱震(H/S)試驗

在750mJ/cm²光強度下製作的偏光板樣本上執行-40℃下30min及85℃下30min之一百次熱震循環。然後，肉眼檢查偏光板上裂紋之出現率。結果提供在以下表2中。

在表2中，即便出現一個裂紋，亦將偏光板評估為「較差」，其他情況評估為「極佳」。

如自表2之資料顯而易見，與比較例1至3之彼等偏光板相比，實例1至9之偏光板對熱震具更大耐性。

如上所述，用於根據本發明之偏光板之黏著劑組成物呈現極佳耐久性及光學性質，同時維持低黏度。特定而言，黏著劑組成物為高度光可固化的，以使得即便曝露於低強 度光之後，其仍可具有足以實際應用之黏著強度。

另外，塗覆有黏著劑組成物之具有偏光板在熱震(H/S)條件不開裂之優點。

儘管已揭示本發明之較佳實施例以用於示意性說明，但熟習該項技術者將瞭解，在不脫離隨附申請專利範圍所揭示的本發明之範疇及精神之情況下，各種修改、添加及替代皆為可能。

Claims (8)

1. 一種用於偏光板之黏著劑組成物，該黏著劑組成物包含一陽離子光可固化單體；一多元醇及一光酸產生劑，其中該黏著劑組成物在300mJ/cm²至480mJ/cm²之一曝光條件下固化，以提供足夠高的一黏著強度以防止附著至一偏光器之一保護膜的剝離。
2. 如請求項1所記載之用於偏光板之黏著劑組成物，其中該陽離子光可固化單體為一環氧基單體、一氧雜環丁烷單體或一乙烯基醚單體。
3. 如請求項1所記載之用於偏光板之黏著劑組成物，其中該陽離子光可固化單體為選自由以下化學式1至化學式27表示的化合物組成之群中之至少一者： [化學式7] [化學式17]
4. 如請求項1所記載之用於偏光板之黏著劑組成物，其中該多元醇含有兩個或兩個以上分子內羥基，且具有500或更小之一分子量。
5. 如請求項1所記載之用於偏光板之黏著劑組成物，其 中該多元醇為選自由以下化學式28至化學式47表示的化合物組成之群中之至少一者： 其中n為1至10之整數， [化學式38]
6. 如請求項1所記載之用於偏光板之黏著劑組成物，其中該光酸產生劑為選自由芳香族鋶鹽及一芳香族錪鹽組成之群中之至少一者。
7. 一種偏光板，其包含：一聚乙烯醇系偏光器；一黏著劑層，其塗覆於該偏光器之任一側或兩側，該黏著劑層包括如請求項1至6中任一項所記載之用於偏光板之黏著劑組成物；以及一保護膜，其積層於該黏著劑層上。
8. 如請求項7所記載之偏光板，其中即便在對該偏光板之50次至150次熱震循環之後，該偏光板不開裂，一次熱震循環係由以下組成：在-40℃下處理該偏光板30分鐘，及隨後在85℃下處理30分鐘，及隨後將該溫度降低至-40℃。