TW201704424A - 偏光板用接著劑組成物、由該組成物產生的偏光板用的接著膜、包含該接著膜的偏光板以及包含上述的光學顯示器 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種偏光板用接著劑組成物、由該組成物產生的偏光板用的接著膜、包含該接著膜的偏光板以及包含上述的光學顯示器。接著劑組成物包含(甲基)丙烯酸類共聚物、異氰酸酯類固化劑以及胺類固化劑，且具有約1.5或小於1.5的接著膜的模數比，其為根據方程式2所計算。

Description

偏光板用接著劑組成物、由該組成物產生的偏光板用的接著膜、包含該接著膜的偏光板以及包含上述的光學顯示器
本發明是有關於一種偏光板用接著劑組成物、由該組成物產生的偏光板用的接著膜、包含該接著膜的偏光板以及包含上述的光學顯示器。
液晶顯示器包含液晶面板以及附接至液晶面板之兩個表面的偏光板。每個偏光板包含偏光片以及為了保護偏光片而在偏光片之一個或兩個表面上形成的保護膜。偏光板經由偏光板用的接著膜附接至液晶面板。偏光板用的接著膜係由偏光板用接著劑組成物形成。
偏光板用接著劑組成物包含接著樹脂以及固化劑。含有羧酸基團的接著樹脂可延長接著劑組成物的老化時間，由此降低生產力。包含含有羧酸基團之接著樹脂的接著劑組成物可能引起面板腐蝕或損傷的問題。最近，為了防止面板被酸腐蝕，不含羧酸基團之接著樹脂的應用擴大。因此，需要老化時間較短、不含有羧酸基團的接著劑組成物。此外，為了防止偏光板因偏光片收縮或膨脹所致的變形，需要接著膜具有良好的耐久性，諸如耐熱性以及耐濕熱性。
本發明的背景技術揭露於日本專利公開案第2013-224431 A號及其類似案中。
根據本發明的一個態樣，提供一種偏光板用接著劑組成物，其包含(甲基)丙烯酸類共聚物、異氰酸酯類固化劑以及胺類固化劑，且所述接著劑組成物具有約1.5或小於1.5之接著膜的模數比，其為根據方程式2所計算： ＜方程式2＞ 接著膜的模數比=G'(7天)/G'(2天) (其中G'(7天)以及G'(2天)如以下說明中所定義)。
根據本發明的另一態樣，提供一種偏光板用接著劑組成物，其包含(甲基)丙烯酸類共聚物、異氰酸酯類固化劑以及胺類固化劑，其中在接著劑組成物中，異氰酸酯類固化劑的當量與胺類固化劑的當量的比率在約1:0.05至約1:0.5範圍內。
根據本發明的另一態樣，提供一種偏光板用的接著膜，其由如本文所闡述之偏光板用接著劑組成物形成。
根據本發明的又一態樣，提供一種偏光板，其包含如本文所闡述之偏光板用的接著膜。
根據本發明的又一態樣，提供一種光學顯示器，其包含如本文所闡述之偏光板用的接著膜或偏光板。
下文中，將參照附圖詳細描述本發明之實施例，以使得所屬領域中具通常知識者能夠容易實施本發明。應瞭解，本發明可以不同方式實施且不限於以下實施例。在圖式中，為了清晰起見將省去與說明無關的部分。在通篇說明書中，類似組件將由類似元件符號表示。
如本文所用，諸如「上部」及「下部」之空間相對術語是參照附圖定義。因此，應瞭解，「上部」可與「下部」互換使用。
如本文所用，術語「偏光板用的接著膜」以及「偏光板用接著劑組成物」可簡單地分別由術語「接著膜」以及「接著劑組成物」表示。如本文所用，術語「(甲基)丙烯酸類」意指丙烯酸類及/或甲基丙烯酸類。
如本文所用，術語「異氰酸酯類固化劑的當量」意指如下值：(接著劑組成物中的異氰酸酯類固化劑重量/異氰酸酯類固化劑的分子量)×(每個異氰酸酯類固化劑分子中的異氰酸酯基團數目)。
如本文所用，術語「胺類固化劑的當量」意指如下值：(接著劑組成物中的胺類固化劑重量/胺類固化劑的分子量)×(每個胺類固化劑分子中的胺基數目)。
如本文所用，術語接著膜的「模數」意指接著膜在25℃下的儲存模數，其為針對圓盤形試樣所量測，所述試樣如下製備：堆疊多個25 μm厚接著膜且使用MCR501（安東帕公司（Anton Paar）），在1 Hz以及5%應變、同時以5℃/min的速率使溫度自0℃升高至100℃的條件下，將所堆疊的接著膜切成具有500 μm厚度以及8 mm直徑的圓盤形。在此，可如下製備各接著膜：使接著劑組成物沈積於經過矽酮離型處理（silicone release treatment）的聚對苯二甲酸乙二酯膜上，且使接著劑組成物在35℃以及45%相對溼度（RH）下老化預定的時間段以形成25 μm厚的接著膜，繼而與離型膜分離。在一些實施例中，可使沈積於PET膜上的接著劑組成物在90℃下乾燥4分鐘，隨後進行老化。
如本文所用，術語「凝膠分率」意指根據以下方程式1獲得的值： ＜方程式1＞ 凝膠分率(%) = (WC-WA)/(WB-WA) × 100， 其中WA為絲網重量；WB為絲網與置放於絲網上之1 g接著膜的總重量；且WC為置放於樣品瓶中，在添加50 cc乙酸乙酯至樣品瓶中之後擱置1天，且接著在100℃下乾燥12小時的絲網與接著膜的總重量，其中接著膜可如下獲得：在離型膜上沈積接著劑組成物至25 μm厚度以製備接著劑組成物堆疊於離型膜上的試樣，且使接著劑組成物在離型膜上、在35℃以及45% RH下擱置2天，隨後自試樣中移除離型膜。
絲網為200目（mesh）鐵絲網。在一些實施例中，沈積於離型膜上的接著劑組成物可在90℃下乾燥4分鐘，隨後進行老化。
接下來將描述本發明之偏光板用接著劑組成物。
本發明之偏光板用接著劑組成物包含(甲基)丙烯酸類共聚物、異氰酸酯類固化劑以及胺類固化劑，且接著劑組成物具有約1.5或小於1.5的接著膜的模數比，具體來說，約1.0至約1.3，更具體來說，約1.0至約1.2、約1.01至約1.15的接著膜的模數比，其由根據方程式2所計算： ＜方程式2＞ 接著膜的模數比=G'(7天)/G'(2天)， （其中G'(7天)意指藉由將接著劑組成物沈積於經過矽酮離型處理的聚對苯二甲酸乙二酯膜上、隨後在90℃下乾燥4分鐘且使接著劑組成物在35℃以及45% RH下老化7天所得的接著膜的模數（單位：MPa）；且G'(2天)意指藉由將接著劑組成物沈積於經過矽酮離型處理的聚對苯二甲酸乙二酯膜上、隨後在90℃下乾燥4分鐘且使接著劑組成物在35℃以及45% RH下老化2天所得的接著膜的模數（單位：MPa））。在上述模數比範圍內，接著劑組成物可減少固化時間且提供改良的生產力以及可加工性，同時減少接著膜的特性隨時間發生的變化，由此降低產品在實際應用中的風險。
由接著劑組成物形成的接著膜可具有約0.3 MPa至約1.8 MPa、具體來說約0.5 MPa至約1.2 MPa（例如約0.5 MPa至約1.0 MPa）的G'(7天)。在此範圍內，接著膜具有抑制漏光的高模數。由接著劑組成物形成的接著膜可具有約0.3 MPa至約1.5 MPa、具體來說約0.5 MPa至約1.0 MPa的G'(2天)。接著膜具有抑制漏光的高模數且可展現接著特性。G'(7天)可大於或等於G'(2天)（G'(7天)≥G'(2天)）。
在偏光板用接著劑組成物中，可存在異氰酸酯類固化劑以及胺類固化劑，使得異氰酸酯類固化劑的當量與胺類固化劑的當量的比率在約1:0.05至約1:0.5範圍內。在此範圍內，接著劑組成物能使得接著膜具有上述模數範圍以及下述凝膠分率範圍。在此範圍內，接著劑組成物可展現良好的黏著強度，同時保持良好耐久性，可對基底膜展現高黏著性，且能使得接著膜具有高模數以及高凝膠分率。在此範圍內，接著劑組成物可藉由在老化預定時間段之後阻斷剩餘異氰酸酯類固化劑之副反應來縮短老化週期。舉例而言，接著劑組成物可藉由僅老化兩天來確保接著膜的凝膠分率。更具體來說，可存在異氰酸酯類固化劑以及胺類固化劑，使得異氰酸酯類固化劑的當量與胺類固化劑的當量的比率在約1:0.05至約1:0.3範圍內，例如在約1:0.1至約1:0.3範圍內。在這個比率下，接著劑組成物相對於偏光板用的接著膜將黏附之玻璃基板可展現良好可濕性，藉此，甚至由接著劑組成物形成的硬型接著膜可獲得良好耐久性。在這個比率範圍內，接著劑組成物可確保高模數以及高凝膠分率，可縮短老化週期，且相對於玻璃表面可展現自由胺基的良好可濕性，由此獲得具有良好耐久性的接著膜。
由於偏光板用接著劑組成物包含上述當量比的異氰酸酯類固化劑與胺類固化劑，因此接著劑組成物具有上述範圍內的接著膜的模數比且能使得接著膜在高溫條件下以及在高溫/高濕度條件下展現良好耐久性。在接著劑組成物中，異氰酸酯類固化劑中的異氰酸酯基與胺類固化劑中的胺基發生反應，由此形成穿插型聚合物網路（interpenetrating polymer network；IPN）結構，其包含脲鍵且使(甲基)丙烯酸類共聚物固持在IPN結構內。因此，接著劑組成物可抑制接著膜特性隨時間發生的變化，可充分固化，使得藉由塗佈接著劑組成物所形成的接著膜甚至可藉由在塗佈之後老化兩天而作為成品使用，且當用於偏光板時可確保高溫條件下以及高溫/高濕度條件下的高耐久性。
偏光板用接著劑組成物在25℃下可具有約500 cP至約3,000 cP之黏度。在這個黏度範圍內，接著劑組成物可有利於接著膜的厚度調節，可防止接著膜上形成斑點且可提供均一塗層表面。
(甲基)丙烯酸類共聚物、異氰酸酯類固化劑以及胺類固化劑彼此不同。下文中，將更詳細地描述(甲基)丙烯酸類共聚物、異氰酸酯類固化劑以及胺類固化劑。
(甲基)丙烯酸類共聚物為用於形成接著膜的黏合劑樹脂且可為(甲基)丙烯酸類單體混合物之共聚物。(甲基)丙烯酸類共聚物可為不含有羧酸基團的非羧酸類(甲基)丙烯酸類共聚物。因此，(甲基)丙烯酸類共聚物具有低酸值，以使得接著膜相對於接著體而言具有抗腐蝕作用。
在一個實施例中，(甲基)丙烯酸類單體混合物可由相對於固化劑而言無反應性的(甲基)丙烯酸類單體組成。在(甲基)丙烯酸類共聚物具有相對於異氰酸酯類固化劑以及胺類固化劑中之至少一者而言無反應性之官能基的一些實施例中，接著劑組成物可使得接著膜具有上述模數比。
在另一個實施例中，(甲基)丙烯酸類單體混合物可包含非反應性(甲基)丙烯酸類單體以及相對於固化劑而言具有反應性的反應性(甲基)丙烯酸類單體。在此實施例中，接著劑組成物可進一步使接著膜的濁度降低，同時提高其模數。舉例而言，(甲基)丙烯酸類單體混合物可包含約95 wt%至約99.9 wt%的非反應性(甲基)丙烯酸類單體及約0.1 wt%至約5 wt%的反應性(甲基)丙烯酸類單體。在此範圍內，接著劑組成物可進一步使接著膜的濁度降低且可阻滯其膠凝，由此改良罐儲壽命。
非反應性(甲基)丙烯酸類單體可包含以下中的至少一者：含有經取代或未經取代之C1 至C20 烷基的(甲基)丙烯酸類單體、含有經取代或未經取代之C3 至C20 環烷基的(甲基)丙烯酸類單體，以及含有經取代或未經取代之C6 至C20 芳族基團的(甲基)丙烯酸類單體。本文中，術語「取代」意指相應官能基中的至少一個氫原子經C1 至C10 烷基、鹵素原子（F、Cl、Br或I）、C3 至C10 環烷基、C6 至C20 芳基或C7 至C20 芳基烷基取代。
含有經取代或未經取代之C1 至C20 烷基的(甲基)丙烯酸類單體可包含含有C1 至C20 烷基的(甲基)丙烯酸酯，其中C1 至C20 烷基可經取代或未經取代。舉例而言，含有C1 至C20 烷基的(甲基)丙烯酸酯可包含（但不限於）由下列各者中選出的至少一者：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯以及(甲基)丙烯酸十二烷酯。這些可單獨或以其組合形式使用。相較於其他非反應性(甲基)丙烯酸類單體，含有經取代或未經取代之C1 至C20 烷基的(甲基)丙烯酸類單體可使得接著膜的耐久性更佳。
含有經取代或未經取代之C3 至C20 環烷基的(甲基)丙烯酸類單體可包含含有C3 至C20 環烷基的(甲基)丙烯酸酯，其中C3 至C20 環烷基可經取代或未經取代。舉例而言，含有C3 至C20 環烷基的(甲基)丙烯酸酯可包含(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯以及(甲基)丙烯酸異冰片酯中的至少一者。這些可單獨或以其組合形式使用。
含有經取代或未經取代之C6 至C20 芳族基團的(甲基)丙烯酸類單體可包含含有C6 至C20 芳族基團的(甲基)丙烯酸酯，其中C6 至C20 芳族基團可經取代或未經取代。舉例而言，含有C6 至C20 芳族基團的(甲基)丙烯酸酯可包含(甲基)丙烯酸苯酯以及(甲基)丙烯酸苯甲酯中的至少一者。這些可單獨或以其組合形式使用。
反應性(甲基)丙烯酸類單體可包含含有羥基之(甲基)丙烯酸類單體以及含有醯胺基團之(甲基)丙烯酸類單體中的至少一者。
含有羥基的(甲基)丙烯酸類單體可進一步改良接著膜的耐久性。舉例而言，含有羥基的(甲基)丙烯酸類單體可包含以下中的至少一者：含有具有至少一個羥基之C1 至C20 烷基的(甲基)丙烯酸類單體、含有具有羥基之C3 至C20 環烷基的(甲基)丙烯酸類單體，以及含有具有羥基之C6 至C20 芳族基團的(甲基)丙烯酸類單體。具體來說，含有羥基的(甲基)丙烯酸類單體可包含以下中的至少一者：(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯、(甲基)丙烯酸6-羥己酯、1,4-環己烷二甲醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸1-氯-2-羥丙酯、二乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥基環戊酯以及(甲基)丙烯酸4-羥基環己酯。這些可單獨或以其組合形式使用。
含有醯胺基團的(甲基)丙烯酸類單體可使得高溫下的模數改良。含有醯胺基團的(甲基)丙烯酸類單體可包含以下中的至少一者：(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、N-甲氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、N,N-亞甲基雙(甲基)丙烯醯胺以及2-羥乙基(甲基)丙烯醯胺。
(甲基)丙烯酸類共聚物可藉由典型的單體混合物聚合製備。單體混合物聚合可藉由此項技術中已知的典型方法進行。舉例而言，(甲基)丙烯酸類共聚物可如下製備：添加起始劑至單體混合物中，隨後典型地使單體混合物發生聚合，例如懸浮液聚合、乳液聚合、溶液聚合及其類似聚合。在此，聚合可在約65℃至約70℃下進行約6小時至約8小時。作為起始劑，可使用任何典型起始劑，包含偶氮類聚合起始劑及/或過氧化物聚合起始劑，諸如過氧化苯甲醯或過氧化乙醯。
(甲基)丙烯酸類共聚物可具有約2,000,000或小於2,000,000、具體來說約800,000至約1,500,000的重量平均分子量（Mw）。在此範圍內，(甲基)丙烯酸類共聚物可確保接著膜的良好耐久性。可根據凝膠滲透層析法，利用聚苯乙烯標準來量測重量平均分子量。(甲基)丙烯酸類共聚物可具有約-60℃至約-10℃、具體來說約-50℃至約-30℃的玻璃轉移溫度。玻璃轉移溫度在這個範圍內，(甲基)丙烯酸類共聚物可藉由確保良好可濕性來提供良好接著特性。(甲基)丙烯酸類共聚物可具有約2.0至約10.0、具體來說約3.0至約6.0的多分散指數。多分散指數在這個範圍內，(甲基)丙烯酸類共聚物可顯著縮短固化時間，同時確保高溫條件下的耐久性。(甲基)丙烯酸類共聚物可具有約5.0 mgKOH/g或小於5.0 mgKOH/g、更具體來說約0.1 mgKOH/g至約3.0 mgKOH/g的酸值。酸值在這個範圍內，(甲基)丙烯酸類共聚物可直接或間接抑制接著體腐蝕。
異氰酸酯類固化劑與胺類固化劑發生反應以提高接著膜的模數以及凝膠分率。此外，異氰酸酯類固化劑與(甲基)丙烯酸類共聚物中的一部分官能基發生反應，由此獲得具有良好耐久性的接著膜。
異氰酸酯類固化劑可包含二官能或高於二官能（例如三官能至六官能）異氰酸酯類固化劑以便促進接著膜的模數以及凝膠分率提高。具體來說，異氰酸酯類固化劑可包含以下中的至少一者：三官能異氰酸酯類固化劑，包含經三官能三羥甲基丙烷修飾之甲苯二異氰酸酯加成物、三官能甲苯二異氰酸酯三聚體以及經三羥甲基丙烷修飾之二甲苯二異氰酸酯加成物；經六官能三羥甲基丙烷修飾之甲苯二異氰酸酯，以及經六官能異氰尿酸酯修飾之甲苯二異氰酸酯。這些可單獨或以其組合形式使用。
以100重量份之(甲基)丙烯酸類共聚物計，異氰酸酯類固化劑可以約3重量份至約20重量份、具體來說約5重量份至約15重量份之量存在，例如約3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份或20重量份。在這個範圍內，異氰酸酯類固化劑可使接著膜的模數改良以便抑制漏光。
異氰酸酯類固化劑與胺類固化劑發生反應以提高接著膜的模數以及凝膠分率。另外，胺類固化劑可提供自由胺基，由此改良接著膜的可濕性以及耐久性。此外，胺類固化劑可藉由降低接著膜中剩餘之異氰酸酯基團的量來減少異氰酸酯基團與水之間的副反應，由此縮短固化時間。
雖然胺類固化劑相對於異氰酸酯類固化劑而言的反應速度高於(甲基)丙烯酸類共聚物的官能基，但胺類固化劑包含相對於異氰酸酯類固化劑而言具有適合反應速度的胺類固化劑。因此，胺類固化劑可使得接著膜具有高模數以及高凝膠分率，且相對於異氰酸酯類固化劑而言不具有過高的反應速度，由此防止接著劑組成物發生膠凝。
具體來說，胺類固化劑可包含聚醚胺。因此，胺類固化劑可縮短固化時間，同時改良接著膜的耐久性。
在一個實施例中，胺類固化劑可包含具有多個伸烷基二醇單元（alkylene glycol unit）以及兩個或多於兩個一級胺基團（-NH2 ）的胺。本文中，術語「伸烷基二醇單元」可由式*-(-R-O-)-*（其中*為元素的連接點且R為伸乙基（ethylene group）、伸正丙基（n-propylene group）或伸異丙基（iso-propylene group））表示。胺類固化劑可為二胺或三胺。舉例而言，胺類固化劑可由下式1或2表示。這些可單獨或以其組合形式使用。 ＜式1＞（其中R1 為伸乙基、伸正丙基或伸異丙基；Ra 為經取代或未經取代之C1 至C10 伸烷基；且x為整數20至50） ＜式2＞（其中R1 、R2 以及R3 各自獨立地為伸乙基、伸正丙基或伸異丙基；Rb 為氫或C1 至C10 烷基；n為整數0至10；0≤x≤35，0≤y≤30，0≤z≤35，50≤x+y+z≤100，以及x+y+z≠0（x、y以及z中之每一者為整數））
式1及式2的胺類固化劑與異氰酸酯類固化劑一起可顯著提高接著膜的模數以及凝膠分率，可顯著縮短老化時間且可有效地防止膠凝。
胺類固化劑可具有約1,500 g/mol或大於1,500 g/mol、具體來說約2,000 g/mol至約10,000 g/mol的重量平均分子量。在這個範圍內，胺類固化劑相對於異氰酸酯類固化劑而言不具有過高的固化速度，由此防止接著劑組成物發生膠凝。
胺類固化劑可獲自市售產品。舉例而言，胺類固化劑可為（但不限於）JEFFAMINE D-2000或JEFFAMINE T-5000（亨斯邁公司（Huntsman Corporation））。
以100重量份之(甲基)丙烯酸類共聚物計，胺類固化劑可以約0.5重量份至約50重量份、具體來說約2重量份至約25重量份之量存在，例如2重量份、3重量份、4重量份、5重量份、6重量份、7重量份、8重量份、9重量份、10重量份、11重量份、12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份、19重量份、20重量份、21重量份、22重量份、23重量份、24重量份或25重量份。在這個範圍內，胺類固化劑可提高固化速度，同時提高模數。
偏光板用接著劑組成物可更包含矽烷偶合劑。矽烷偶合劑可改良接著膜相對於接著體（諸如玻璃基板）的接著強度。
矽烷偶合劑可包含所屬領域中具通常知識者已知之典型矽烷偶合劑。舉例而言，矽烷偶合劑可包含（但不限於）由下列各者所構成之族群中選出的至少一者：含有環氧基結構的矽化合物，諸如3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷以及2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷；含有可聚合不飽和基團的矽化合物，諸如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷以及(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷；含有胺基的矽化合物，諸如3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷，以及N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷；以及3-氯丙基三甲氧基矽烷。
以100重量份之(甲基)丙烯酸類共聚物計，矽烷偶合劑可以約0.1重量份至約5重量份之量、具體來說約0.1重量份至約1重量份存在。在這個範圍內，矽烷偶合劑可確保良好耐久性且可抑制組分以及特性隨時間發生變化。
偏光板用接著劑組成物可更包含典型添加劑。添加劑可包含抗靜電劑、UV吸收劑、抗氧化劑、增黏劑、塑化劑及其類似物。
接下來將描述本發明之偏光板用的接著膜。
本發明之偏光板用的接著膜可由本發明之偏光板用接著劑組成物形成。
偏光板用的接著膜在25℃下可具有約0.3 MPa或大於0.3 MPa之模數以及約80%至約99%之凝膠分率。模數在這個範圍內，接著膜為硬型接著膜，且可確保良好的可加工性以及操作性，同時在施加至偏光板時抑制漏光。凝膠分率在這個範圍內，接著膜可確保良好的可加工性且可經由應力抑制來抑制漏光。具體來說，接著膜可具有約0.3 MPa至約1.5 MPa、更具體來說約0.6 MPa至約1.5 MPa之7天老化後模數以及約90%或大於90%、約90%至約99%或約90%至約96%的2天老化後凝膠分率。此意指接著膜即使在老化2天之後展現的凝膠分率變化不大且可作為產品使用。
偏光板用的接著膜包含依上述當量比存在的異氰酸酯類固化劑與胺類固化劑的反應產物，由此確保高模數以及高凝膠分率，同時確保高溫條件以及高溫/高濕度條件下的良好耐久性。
偏光板用的接著膜是由偏光板用接著劑組成物形成，所述組成物包含不含有羧酸基團的非羧酸類(甲基)丙烯酸類共聚物且因此具有低酸值以相對於接著體而言直接或間接達成抗腐蝕作用。具體來說，接著膜具有約5 mgKOH/g或小於5 mgKOH/g、更具體來說約0.1 mgKOH/g至約3 mgKOH/g之酸值。
偏光板用的接著膜為光學透明的且因此可用於光學顯示器中。具體來說，在約380 nm至約780 nm之波長下，接著膜可具有約90%或大於90%、更具體來說約90%至約98%的透光率。具體來說，在約380 nm至約780 nm之波長下，接著膜可具有約5%或小於5%、更具體來說約0.1%至約3%之濁度。由包含含有反應性官能基（諸如羥基）之(甲基)丙烯酸類共聚物的接著劑組成物形成的接著膜可展現更低的濁度。
偏光板用的接著膜可具有約30 μm或小於30 μm、具體來說約5 μm至約30 μm之厚度。在這個範圍內，接著膜可用於光學顯示器中。
偏光板用的接著膜可如下產生：塗佈偏光板用接著劑組成物至預定厚度，隨後在恆定溫度/濕度條件下（例如（但不限於）約25℃至約50℃及約30% RH至約60% RH）乾燥且老化。
接下來，將描述本發明之偏光板。
本發明之偏光板可包含本發明之偏光板用的接著膜或由本發明之偏光板用接著劑組成物形成的偏光板用的接著膜。本發明之偏光板可如下產生：使本發明之接著膜附接至偏光板之一個表面上或在偏光板之一表面上塗佈偏光板用接著劑組成物至預定厚度，隨後老化。偏光板可包含偏光片以及形成於偏光片之至少一個表面上的光學膜。偏光片以及光學膜已為所屬領域中具通常知識者所熟知。本發明之偏光板包含上述接著膜，由此有效地抑制漏光，同時展現良好耐久性且減少特性隨時間發生的變化。
圖1是根據本發明之一個實施例之偏光板的橫截面圖。參看圖1，根據本發明之一個實施例的偏光板100包含偏光片110、形成於偏光片110之上表面上的第一光學膜120，以及形成於偏光片110之下表面上的接著膜130，其中接著膜130可包含本發明之偏光板用的接著膜。雖然圖1中未示，但接著膜130可附接至液晶顯示面板。
偏光片110可使用聚乙烯醇膜、藉由（不限於）任何方法產生，只要偏光片是由聚乙烯醇膜形成。舉例而言，偏光片可由經修飾之聚乙烯醇膜產生，諸如部分成形的聚乙烯醇膜以及經乙醯乙醯基修飾之聚乙烯醇膜。具體來說，可藉由用碘或二色性染料將聚乙烯醇膜染色、隨後沿預定方向拉伸膜來產生偏光片。具體來說，偏光片110可藉由膨脹、染色以及拉伸來產生。用於實施各種製程的方法大體已為所屬領域中具通常知識者所知。偏光片110可具有約5 μm至約50 μm之厚度。在這個厚度範圍內，偏光片可用於光學顯示器中。
第一光學膜120可由光學透明樹脂形成。具體來說，光學透明樹脂可包含由下列各者中選出的至少一者：環狀聚烯烴樹脂，諸如非晶型環烯烴聚合物（cyclic olefin polymer；COP）；聚酯樹脂，諸如聚(甲基)丙烯酸酯樹脂、聚碳酸酯樹脂以及聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate；PET)；纖維素酯樹脂，諸如三乙醯纖維素（triacetylcellulose；TAC）；聚醚碸樹脂、聚碸樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、非環狀聚烯烴樹脂、聚芳酯樹脂、聚乙烯醇樹脂、聚氯乙烯樹脂以及聚偏二乙烯樹脂。第一光學膜120可具有約10 μm至約200 μm、例如約20 μm至約120 μm之厚度。在這個厚度範圍內，第一光學膜可用於光學顯示器中。
圖2是根據本發明之另一實施例的偏光板的橫截面圖。參見圖2，根據本發明之另一個實施例的偏光板200包含偏光片110、形成於偏光片110之上表面上的第一光學膜120、形成於偏光片110之下表面上的第二光學膜140，以及形成於第二光學膜140之下表面上的接著膜130，其中接著膜130可包含本發明之偏光板用的接著膜。根據這個實施例的偏光板200與根據以上實施例的偏光板實質上相同，但偏光板200更包含位於偏光片110與接著膜130之間的第二光學膜140。第二光學膜140可由與第一光學膜120之樹脂相同或不同種類的樹脂形成。第二光學膜140可具有與第一光學膜120相同或不同的厚度。
雖然圖1以及圖2中未示，但由偏光板用接合劑形成的接合層可安置於偏光片與第一光學膜之間或偏光片與第二光學膜之間。接合劑可包含水類接合劑、壓敏接合劑以及UV可固化接合劑中的至少一者。
根據一個實施例的光學顯示器可包含本發明之偏光板用的接著膜或本發明之偏光板。舉例而言，光學顯示器可包含（但不限於）液晶顯示器以及有機發光顯示器。
圖3是根據本發明之一個實施例之液晶顯示器的橫截面圖。參見圖3，根據本發明之一個實施例的液晶顯示器300可包含液晶顯示面板310、形成於液晶顯示面板310之上表面上的第一偏光板320、形成於液晶顯示面板310之下表面上的第二偏光板330，以及形成於第二偏光板330之下表面上的背光單元340，其中第一偏光板320以及第二偏光板330中的至少一者可包含根據本發明之實施例的偏光板。
在下文中，將參考一些實例更詳細描述本發明。然而，應瞭解這些實例僅為了說明而提供，且不應以任何方式解釋為限制本發明。
實例及比較例中所用之組分詳情如下。 （A）(甲基)丙烯酸類共聚物 （A1）製備實例1的(甲基)丙烯酸類共聚物 （A2）製備實例2的(甲基)丙烯酸類共聚物 （B）異氰酸酯類固化劑：L-45（宗建有限公司（Soken Co., Ltd.）） （C）胺類固化劑 （C1）JEFFAMINE D-2000（重量平均分子量：2,000 g/mol，含有伸異丙基二醇單元以及兩個一級胺基團，亨斯邁公司） （C2）JEFFAMINE T-5000（重量平均分子量：5,000 g/mol，含有伸異丙基二醇單元以及兩個一級胺基團，亨斯邁公司） （D）多元醇固化劑：P2010（可樂麗有限公司（Kuraray Co., Ltd.）） （E）矽烷偶合劑：A-50（宗建有限公司）製備實例 1 ： 製備 ( 甲基 ) 丙烯酸類共聚 物 溶液
在具備用於調節溫度之冷卻器、同時用氮氣清洗的1 L反應器中，藉由混合70 wt%丙烯酸正丁酯（BA）、28 wt%丙烯酸甲酯（MA）以及2 wt%丙烯酸2-羥基乙酯（2-HEA）來製備100重量份之單體混合物。為了自單體混合物中移除氧氣，向反應器中供應氮氣1小時，隨後使反應器維持在65℃。單體混合物攪拌均勻之後，將0.07重量份之偶氮雙異丁腈（azobisisobutyronitrile；AIBN）作為起始劑添加至單體混合物中，隨後反應8小時，由此製備具有1,000,000重量平均分子量以及20 wt%固體含量的丙烯酸類共聚物A1。製備實例 2 ： 製備 ( 甲基 ) 丙烯酸類共聚 物 溶液
在具備用於調節溫度之冷卻器、同時用氮氣清洗的1 L反應器中，藉由混合70 wt%丙烯酸正丁酯（BA）、27 wt%丙烯酸甲酯（MA）、1 wt%丙烯醯胺以及2 wt%丙烯酸2-羥基乙酯（2-HEA）來製備100重量份之單體混合物。為了自單體混合物中移除氧氣，向反應器中供應氮氣1小時，隨後使反應器維持在65℃。單體混合物攪拌均勻之後，將0.07重量份之偶氮雙異丁腈（AIBN）作為起始劑添加至單體混合物中，隨後反應8小時，由此製備具有1,000,000重量平均分子量以及20 wt%固體含量的丙烯酸類共聚物A2。實例 1
就固體含量而言，混合100重量份之（A1）製備實例1之丙烯酸類共聚物、5重量份之（B）異氰酸酯類固化劑、2重量份之（C1）胺類固化劑以及0.1重量份之（E）矽烷偶合劑。向混合物中添加甲基乙基酮（MEK）以稀釋混合物，繼而攪拌30分鐘，由此製備接著劑組成物。
將接著劑組成物沈積於聚對苯二甲酸乙二酯離型膜上且在90℃下乾燥4分鐘，由此產生接著片（厚度：25 μm，接著膜之厚度）。實例 2 至實例 4
接著劑組成物以及接著片是以與實例1相同的方式製備，但其中改變胺類固化劑的種類以及量及/或矽烷偶合劑的量，如表1中所列（單位：重量份）。比較例 1
以與實例1相同之方式製備接著劑組成物以及接著片，但其中不使用胺類固化劑製備接著劑組成物。比較例 2
接著劑組成物以及接著片是以與實例2相同之方式製備，但其中接著劑組成物包含5重量份之（D）多元醇固化劑而非實例1中所用的胺類固化劑，使得異氰酸酯類固化劑的當量與多元醇固化劑的當量的比率變成1:0.25。
多元醇固化劑之當量如下計算。
多元醇固化劑之當量=(接著劑組成物中之多元醇固化劑的重量/多元醇固化劑之分子量)×(每個多元醇固化劑分子中之羥基數目)比較例 3
接著劑組成物以及接著片是以與實例1相同之方式製備，但其中在不使用胺類固化劑的情況下，使用製備實例2之(甲基)丙烯酸類共聚物代替製備實例1之(甲基)丙烯酸類共聚物來製備接著劑組成物。
實例以及比較例中所製備的接著劑組成物以及由接著劑組成物產生的偏光板均根據表1中的特性加以評估。 ＜表1＞<TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td>   </td><td> 實例 </td><td> 比較例 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td><td> 4 </td><td> 1 </td><td> 2 </td><td> 3 </td></tr><tr><td> （A） （重量份） </td><td> （A1） </td><td> 100 </td><td> 100 </td><td> 100 </td><td> 100 </td><td> 100 </td><td> 100 </td><td> - </td></tr><tr><td> （A2） </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> 100 </td></tr><tr><td> （B）（重量份） </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 5 </td><td> 5 </td></tr><tr><td> （C） （重量份） </td><td> （C1） </td><td> 2 </td><td> 5 </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td></tr><tr><td> （C2） </td><td> - </td><td> - </td><td> 5 </td><td> 10 </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td></tr><tr><td> （D）（重量份） </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> 5 </td><td> - </td></tr><tr><td> （E）（重量份） </td><td> 0.1 </td><td> - </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td><td> 0.1 </td></tr><tr><td> 異氰酸酯類固化劑之當量:胺類固化劑之當量 </td><td> 1:0.1 </td><td> 1:0.25 </td><td> 1:0.14 </td><td> 1:0.29 </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td></tr><tr><td> 接著膜老化7天後的模數（MPa） </td><td> 0.6 </td><td> 0.7 </td><td> 0.6 </td><td> 0.8 </td><td> 0.4 </td><td> 0.5 </td><td> 0.5 </td></tr><tr><td> 接著膜的模數比 </td><td> 1.14 </td><td> 1.07 </td><td> 1.10 </td><td> 1.05 </td><td> 1.79 </td><td> 1.21 </td><td> 1.68 </td></tr><tr><td> 接著膜老化2天後的 凝膠分率（%） </td><td> 95 </td><td> 96 </td><td> 94 </td><td> 95 </td><td> 85 </td><td> 94 </td><td> 88 </td></tr><tr><td> 適用期（時間） </td><td> 48或大於48 </td><td> 36 </td><td> 36 </td><td> 36 </td><td> 48或大於48 </td><td> 36 </td><td> 36 </td></tr><tr><td> 耐久性 </td><td> 高溫 </td><td> ◎ </td><td> ◎ </td><td> ◎ </td><td> ◎ </td><td> △ </td><td> × </td><td> ○ </td></tr><tr><td> 高溫且高濕 </td><td> ◎ </td><td> ◎ </td><td> ◎ </td><td> ○ </td><td> × </td><td> × </td><td> × </td></tr></TBODY></TABLE>
在表1中，可發現實例之偏光板具有低模數比、短老化時間、長適用期以及高模數，由此就可加工性、操作性、漏光抑制以及耐久性而言提供良好特性。因此，本發明提供偏光板用接著劑組成物，其可提供具有高模數以及就可加工性以及漏光抑制而言之良好特性的偏光板用的接著膜。本發明提供偏光板用接著劑組成物，其可提供具有高模數以及就耐久性以及玻璃基板可濕性而言之良好特性的偏光板用的接著膜。本發明提供偏光板用接著劑組成物，其可獲得能夠防止接著體腐蝕的偏光板用的接著膜。本發明提供老化時間短的偏光板用接著劑組成物。本發明提供能夠獲得上述偏光板用的接著膜的偏光板用接著劑組成物，其老化時間短且能夠在老化期間最小化模數比。本發明提供包含此類接著膜的偏光板以及包含上述的光學顯示器。
相反，不使用胺類固化劑所製備的比較例1之接著劑組成物以及使用多元醇固化劑所製備的比較例2之接著劑組成物展現不良耐久性，且包含含有醯胺單體之共聚物的比較例3之接著劑組成物使得接著膜之耐久性的改良不足、模數比高且老化時間的縮短不足。
（1）接著膜老化7天後的模數：將實例以及比較例中所製備的各種接著劑組成物沈積於經過矽酮離型處理的聚對苯二甲酸乙二酯膜上，在90℃下乾燥4分鐘，且在35℃以及45% RH下老化7天，由此製備25 μm厚的接著膜，繼而與離型膜分離。將所製備的接著膜以多個層堆疊且切成具有500 μm厚度以及8 mm直徑的圓盤形試樣。在1 Hz以及5%應變條件下，使用MCR501（安東帕公司）量測試樣在25℃下的模數，同時以5℃/min之速率使溫度自0℃升高至100℃。
（2）接著膜之模數比：量測藉由在與（1）相同的條件下老化2天以及7天所製備之接著膜的模數。根據方程式2計算接著膜的模數比。
（3）接著膜老化2天後的凝膠分率：將實例以及比較例中所製備的各種接著劑組成物沈積於經過矽酮離型處理的聚對苯二甲酸乙二酯膜（厚度：38 μm）上至25 μm之厚度，隨後在90℃下乾燥4分鐘，由此製備上面堆疊有接著劑組成物的試樣。接著劑組成物在離型膜上、在35℃以及45% RH下老化2天，且接著自離型膜移除，由此製備1 g接著膜。根據以下方程式1計算接著膜的凝膠分率： ＜方程式1＞ 凝膠分率(%) = (WC-WA)/(WB-WA) × 100， 其中WA為絲網重量；  WB為絲網與置放於絲網上之1 g接著膜的總重量；以及  WC為置放於樣品瓶中，在向樣品瓶中添加50 cc乙酸乙酯之後擱置1天，且接著在100℃下乾燥12小時的絲網與接著膜之總重量。在此，樣品瓶為100 mL寬頸瓶且絲網為200目鐵絲網。
（4）適用期：製備實例以及比較例之各種接著劑組成物之後，立即取出1 g接著劑組成物且在25℃下使用黏度計量測黏度（單位：cP）。接著，1 g接著劑組成物在25℃下擱置且藉由相同方法、每隔12小時量測黏度。直至黏度隨時間發生變化而達到200 cP的時間定義為適用期。
（5）耐久性：如下產生偏光片：將聚乙烯醇膜在60℃下拉伸至其初始長度的3倍，使碘吸附至拉伸膜，且將經碘吸附的膜在硼酸溶液中、在40℃拉伸2.5倍。使三乙醯纖維素膜接合至偏光片兩側以製造偏光板。使實例以及比較例中所製備的各種接著片附接至一張三乙醯纖維素膜之一個表面，在35℃以及45% RH老化2天，切成100 mm×80 mm（長度×寬度）之尺寸，且附接至無鹼玻璃基板，隨後在50℃下高壓處理1,000秒。將各種樣品在85℃（高溫）或在60℃以及95% RH（高溫且高濕）下擱置500小時，且在以下條件下評估。 ◎：無分離、起皺、鼓泡 ○：分離及/或起皺小於1 mm △：分離及/或起皺為1 mm至小於5 mm ×：分離及/或起皺為5 mm或大於5 mm
應瞭解，所屬領域中具通常知識者可進行各種潤飾、變更、更改以及等效實施例而這些均不背離本發明之精神及範疇。
100‧‧‧偏光板
110‧‧‧偏光片
120‧‧‧第一光學膜
130‧‧‧接著膜
140‧‧‧第二光學膜
200‧‧‧偏光板
300‧‧‧液晶顯示器
310‧‧‧液晶顯示面板
320‧‧‧第一偏光板
330‧‧‧第二偏光板
340‧‧‧背光單元
圖1是根據本發明之一個實施例之偏光板的橫截面圖。 圖2是根據本發明之另一實施例的偏光板的橫截面圖。 圖3是根據本發明之一個實施例之液晶顯示器的橫截面圖。
100‧‧‧偏光板
110‧‧‧偏光片
120‧‧‧第一光學膜
130‧‧‧接著膜

Claims (15)

  1. 一種偏光板用的接著劑組成物，包括： (甲基)丙烯酸類共聚物；異氰酸酯類固化劑；以及胺類固化劑，所述偏光板用的接著劑組成物具有約1.5或小於1.5之接著膜的模數比，其為根據方程式2所計算： ＜方程式2＞ 接著膜的模數比=G'(7天)/G'(2天)， 其中G'(7天)意指藉由將所述接著劑組成物沈積於經過矽酮離型處理的聚對苯二甲酸乙二酯膜上、隨後在90℃下乾燥4分鐘且使所述接著劑組成物在35℃以及45%相對濕度下老化7天所得的接著膜的模數（單位：MPa）；且G'(2天)意指藉由將所述接著劑組成物沈積於經過矽酮離型處理的聚對苯二甲酸乙二酯膜上、隨後在90℃下乾燥4分鐘且使所述接著劑組成物在35℃以及45%相對濕度下老化2天所得的接著膜的模數（單位：MPa）。
  2. 一種偏光板用的接著劑組成物，包括： (甲基)丙烯酸類共聚物；異氰酸酯類固化劑；以及胺類固化劑， 其中在所述接著劑組成物中，所述異氰酸酯類固化劑的當量與所述胺類固化劑的當量的比率在約1:0.05至約1:0.5範圍內。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的偏光板用的接著劑組成物，其中由所述接著劑組成物形成的接著膜具有約5 mg KOH/g或小於5 mg KOH/g之酸值。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的偏光板用的接著劑組成物，其中所述胺類固化劑包括聚醚胺。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的偏光板用的接著劑組成物，其中所述胺類固化劑具有約1,500 g/mol之重量平均分子量。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的偏光板用的接著劑組成物，其中所述胺類固化劑是由式1或式2表示： ＜式1＞其中R1 為伸乙基、伸正丙基或伸異丙基；Ra 為經取代或未經取代之C1 至C10 伸烷基；且x為整數20至50， ＜式2＞其中R1 、R2 以及R3 各自獨立地為伸乙基、伸正丙基或伸異丙基；Rb 為氫或C1 至C10 烷基；n為整數0至10；0≤x≤35，0≤y≤30，0≤z≤35，50≤x+y+z≤100，以及x+y+z≠0，其中x、y以及z中之每一者為整數。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的偏光板用的接著劑組成物，其中所述(甲基)丙烯酸類共聚物為非羧酸類(甲基)丙烯酸類共聚物。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的偏光板用的接著劑組成物，其中所述(甲基)丙烯酸類共聚物為(甲基)丙烯酸類單體混合物的共聚物，所述(甲基)丙烯酸類單體混合物包括約95 wt%至約99.9 wt%的經取代或未經取代之含有C1 至C20 烷基的(甲基)丙烯酸類單體以及約0.1 wt%至約5 wt%的含有羥基之(甲基)丙烯酸類單體。
  9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的偏光板用的接著劑組成物，包括：100重量份的所述(甲基)丙烯酸類共聚物；約3重量份至約20重量份的所述異氰酸酯類固化劑，以及0.5重量份至約50重量份的所述胺類固化劑。
  10. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的偏光板用的接著劑組成物，更包括：矽烷偶合劑。
  11. 一種偏光板用的接著膜，其由如申請專利範圍第1項或第2項所述的偏光板用的接著劑組成物形成。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的偏光板用的接著膜，其中所述接著膜在25℃具有約0.3 MPa或大於0.3 MPa的模數。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的偏光板用的接著膜，其中所述接著劑組成物具有約90%至約99%的凝膠分率，其為根據方程式1所計算： ＜方程式1＞ 凝膠分率(%) = (WC-WA)/(WB-WA) × 100， 其中WA為絲網重量； WB為所述絲網與置放於所述絲網上之1 g接著膜的總重量；以及 WC為置放於樣品瓶中，向所述樣品瓶中添加50 cc乙酸乙酯之後擱置1天，且接著在100℃下乾燥12小時的所述絲網與所述接著膜的總重量，其中所述接著膜如下獲得：在聚對苯二甲酸乙二酯離型膜上沈積所述接著劑組成物至25 μm之厚度，將所述接著劑組成物在90℃下乾燥4分鐘，且使所述接著劑組成物在35℃以及45%相對濕度下老化2天。
  14. 一種偏光板，其包括如申請專利範圍第11項所述的偏光板用的接著膜。
  15. 一種光學顯示器，其包括如申請專利範圍第14項所述的偏光板。
TW105122339A 2015-07-24 2016-07-15 偏光板用接著劑組成物、由該組成物產生的偏光板用的接著膜、包含該接著膜的偏光板以及包含上述的光學顯示器 TWI657120B (zh)

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