TWI248526B - Adhesive composition, adhesive optical function member and liquid crystal display element using it - Google Patents
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Description
1248526 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明關於黏著劑組成物、使用其的黏著性光學機 能構件及液晶顯示元件。 更詳而言之,本發明關於黏著劑組成物,其即使在 高溫高濕條件下也能與被附體有優良的密接性及黏著耐 久性,同時對於被附體的伸縮有適應性;及關於在偏光 板等上設置有該黏著劑組成物層的黏著性光學機能構 件;以及關於經由該黏著劑組成物層,在液晶胞的兩面 上配設有偏光板等的光學機能構件所成的液晶顯示元 件。 【先前技術】 向來,在被附體彼此之間經由黏著劑層而貼附的物 品,於高溫高濕條件下,由於黏著劑的黏著耐久性不足, 故被附體有在端部剝離的問題。 爲了解決該問題,迄今已有採用提高構成黏著劑的 樹脂成分之分子量或提高交聯度等手段。然而,於如此 的黏著劑中,雖然黏著耐久性被提高了,但是於使用在 伸縮大的被附體之情況中,黏著劑不能適應該被附體的 伸縮,而成爲各種困擾發生的原因。 另一方面’液晶顯示元件之構造通常係爲:配置一 形成有配向層的2片透明電極基板,該配向層係經由間 隔物以預定的間隙隔著而在內側,其之周邊被密封而形 成液晶胞,同時在該電極基板間之間隙夾有液晶材料, 1248526 再者,於2片電極基板的外側表面上,各經由黏著劑層 而配設偏光板等的光學機能構件。 使用於該液晶顯示元件中的光學機能構件,於高溫 高濕條件下係容易伸縮,但是黏著劑層對於該光學機能 構件的伸縮係無法充分適應,而容易發生各種問題。例 如,在光學機能構件爲偏光板的情況中,由於偏光板所 產生的內部應力而使得偏光板周緣部位的吸收軸發生歪 斜,造成透光過率的變化,而容易發生所謂的「泛白」 現象。 爲了解決該問題,以往係藉由在黏著劑中加入可塑 劑或流動石蠟,使適度地軟化,以給予應力緩和性〔例 如,參照日本特許公開平成5年(1993年)第45517號公 報及日本特許公開平成9年( 1 997年)第1 37143號公報〕。 然而,就這些含有可塑劑或流動石蠟的黏著劑而 言,可能發生可塑劑或流動石蠘的滲出,或者在剝離偏 光板時滲出可塑劑或流動石蠘而污染液晶顯示元件等的 被附體之問題。 發明目的 本發明之目的爲在該狀況下,提供黏著劑組成物, 其即使在高溫高濕條件下也能與被附體有優良的密接性 及黏著耐久性,同時對於被附體的伸縮有適應性;及提 供在偏光板等上設置有該黏著劑組成物層的黏著性光學 機能構件;以及提供經由該黏著劑組成物層,在液晶胞 的兩面上配設有偏光板等的光學機能構件所成的液晶顯 1248526 示元件。 【發明內容】 發明槪述 本案發明者爲了達成上述目的,而重複精心地硏 究,結果發現以在丙烯酸系黏著劑中加入特定比例的胺 甲酸酯彈性體而成的黏著劑組成物,係可得到該目的。 本發明係爲以該知識爲基礎而完成者。 即,本發明提供: (1) 一種黏著劑組成物,其包含丙烯酸系黏著劑及相對於 每100重量份的該丙烯酸系黏著劑而言0.005〜20重量 份的胺甲酸酯彈性體; (2) 如上述(1)之黏著劑組成物,其中胺甲酸酯彈性體的 100%模數係1〜6MPa ; (3 )如上述(1)或(2)之黏著劑組成物,其中丙嫌酸系黏著劑 係重量平均分子量50萬〜200萬的(甲基)丙嫌酸酯均聚 物或共聚物; (4) 如上述(1)或(2)之黏著劑組成物,其中丙烯酸系黏著劑 係由具有交聯點的重量平均分子量50萬〜200萬的(甲 基)丙烯酸酯共聚物與交聯劑所構成者; (5) —種黏著性光學機能構件,其特徵爲在光學機能構件 的一面或兩面上設置有由上述(1)〜(4)中任一項之黏著 劑組成物所成的層; (6 )如上述(5)之黏著性光學機能構件,其中光學機能構件 係偏光板。及 1248526 (7 ) —種液晶顯示元件,其係由在液晶胞的兩面上隔著上 述(1)〜(4)中任一項之黏著劑組成物所成的層而配設光 學機能構件而成者。 發明的詳細説明 於本發明的黏著劑組成物中,丙烯酸系黏著劑較佳 爲使用(甲基)丙烯酸酯均聚物或共聚物。 爲了得到必要的密接性或黏著耐久性,該等(甲基) 丙烯酸酯均聚物或共聚物的重量平均分子量較佳爲50萬 以上,而爲了得到對於必要的被附體之伸縮的適應性, 其較佳爲200萬以下。即,(甲基)丙烯酸酯均聚物或共聚 物的重量平均分子量較佳係在50萬〜200萬的範圍內, 特佳爲在80萬〜180萬的範圍內。 再者,上述重量平均分子量係爲使用聚苯乙烯當作 標準物質,以凝膠滲透析術(GPC)所測定之値。 上記(甲基)丙烯酸酯均聚物所使用的單體,或是作爲 (甲基)丙烯酸酯共聚物之主成分而使用的單體,較佳係爲 形成酯的醇成分之烷基的碳數爲1〜20的(甲基)丙烯酸 烷酯,例如(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)丙烯酸異丁 酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯 酸環己酯、(甲基)丙烯酸2—乙基己酯、(甲基)丙烯酸異 辛酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一碳酯、(甲基) 丙烯酸肉豆蔻酯、(甲基)丙烯酸棕櫚酯、(甲基)丙烯酸硬 脂基酯等。這些單體可被單獨使用或可以二種以上的組 1248526 合來使用。 另一方面,作爲(甲基)丙烯酸酯共聚物所用的共聚單 體,例如有(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2_羥丙 酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲 基)丙烯酸3-羥丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯等的(甲基) 丙烯酸羥烷酯類;丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙 烯醯胺、N-甲基甲基丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺、N-羥甲基甲基丙烯醯胺等的丙烯醯胺;(甲基)丙烯酸單甲基 胺基乙酯、(甲基)丙烯酸單乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸 單甲基胺基丙酯、(甲基)丙烯酸單乙基胺基丙酯等的(甲 基)丙烯酸單烷基胺基烷酯;(甲基)丙烯酸二烷基胺基烷 酯;丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、馬來酸、伊康酸、 檸康酸、馬來酸酐等的乙烯性不飽和羧酸或其之酸酐; 醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等的乙烯基酯;乙烯、丙烯、 異丁烯等的烯烴;氯乙烯、偏二氯乙烯等的鹵化烯;苯 乙烯、α-甲基苯乙烯等的苯乙烯系單體;丁二烯、異戊二 烯、氯丁二烯等的二烯系單體;丙烯腈、甲基丙烯腈等 的腈系單體;Ν,Ν-二甲基丙烯醯胺、Ν,Ν-二甲基甲基丙 烯醯胺等的Ν,Ν-二烷基取代的丙烯醯胺等。 這些共聚單體可被單獨使用或可以二種以上的組合 來使用。 於(甲基)丙烯酸酯共聚物中,衍生自上述共聚單體的 單元之含量通常爲選自於〇·1〜20重量%的範圍’較佳爲 選自於0.5〜1 0重量%的範圍。 1248526 於本發明的黏著劑組成物中,使用具有交聯性官能 基的共聚單體當作共聚合成分的(甲基)丙烯酸酯共聚 物’則由於含有交聯劑,而可提高凝集力及提高與被附 體的密接性及黏著耐久性。 作爲該情況之具有交聯性官能基的共聚單體,上述 共聚單體內的(甲基)丙烯酸羥基烷酯、丙烯醯藤、(甲基) 丙烯酸單烷基胺基烷酯及乙烯性不飽和羧酸或其之酸酐 係較宜的。 另一方面,作爲交聯劑,例如可爲多異氰酸酯化合 物、環氧化合物、金屬螯合化合物、金屬烷氧化物、金 屬鹽、胺化合物、胼化合物、醛化合物。 作爲多異氰酸酯化合物,例如可爲伸甲苯二異氰酸 酯、二苯基甲院二異氰酸酯、伸二甲苯二異氰酸酯等的 芳香族多異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯等的脂肪族多 異氰酸酯、異佛爾二異氰酸酯、加氫二苯基甲烷二異氰 酸酯等的脂環族多異氰酸酯;作爲環氧化合物,例如可 爲山梨糖醇聚縮水甘油醚、聚甘油聚縮水甘油醚、異戊 四醇聚縮水甘油醚、二甘油聚縮水甘油醚、甘油聚縮水 甘油醚、三羥甲基丙烷聚縮水甘油醚、間苯二酚二縮水 甘油醚、新戊二醇二縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油 醚、氫化雙酚A二縮水甘油醚、聚乙二醇二縮水甘油醚、 聚丙二醇二縮水甘油醚等。 作爲本發明的黏著劑組成物中之胺甲酸酯彈性體’ 例如可爲胺甲酸酯彈性體及改質胺甲酸酯彈性體等°作 -10- 1248526 爲改質胺甲酸酯彈性體,較佳爲含有在當作構成成分的 聚胺基化合物中以邁克爾附加不飽和化合物而導入各種 官能基的構造之邁克爾加成型胺甲酸酯尿素樹脂。 胺甲酸酯彈性體係爲由以高分子多元醇當作主成分 的軟鏈段及以二異氰酸酯等的多異氰酸酯當作鏈延長劑 所成的硬鏈段而構成者。胺甲酸酯彈性體的種類例如爲 高分子多元醇與伸甲苯二異氰酸酯(TDI)、4,4’-二苯基甲 烷二異氰酸酯(MDI)等的二異氰酸酯等多異氰酸酯被高 分子化而得到的熱可塑性胺甲酸酯彈性體被有機溶劑所 稀釋而成的一液型者,或是多異氰酸酯於其它系統中, 於塗佈前再添加而硬化的二液型者。另外,亦可爲藉由 空氣中的濕氣與異氰酸酯反應的濕氣硬化型、熱熔融壓 出型的熱熔型胺甲酸酯彈性體。 從對於被附劑有適度黏著力且於剝離時被附體的損 傷、汚染之觀點看,胺甲酸酯彈性體的1 00%模數較佳爲 1 MPa以上,對於被附劑之適度的黏著力及對於被附體 貼附性的觀點,胺甲酸酯彈性體的100%模數較佳爲6MPa 以下。 於本發明的黏著劑組成物中,胺甲酸酯彈性體的配 合量,就相對於每1 00重量份的丙烯酸系黏著劑而言, 必須在0.005〜20重量份的範圍,若低於0.005重量份, 則不能得到必要的對於被附體之伸縮的適應性,若超過 20重量份,則由黏著劑組成物的相溶性問題,而成爲黏 著劑變白化的原因。胺甲酸酯彈性體的較佳配合量之範 -11- 1248526 圍係隨著丙烯酸系黏著劑的種類,即(甲基)丙烯酸酯聚合 物爲均聚物或共聚物,官能基的種類,交聯劑的有無等 而不同,不能一槪而定,但是較佳爲相對於每100重量 份的丙烯酸系黏著劑,在0.01〜15重量份的範圍內。 於本發明的黏著劑組成物中,在不損害本發明目的 之範圍內,可依照希望而適當地含有已知的各種添加 劑,例如賦黏劑、可塑劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、 耐熱安定劑、塡充劑、矽烷偶合劑等。 其次,本發明的黏著性光學機能構件係可爲在光學 機能構件的兩面或一面上設置有本發明的黏著劑組成物 所成之層(以下簡稱黏著劑層)者。 黏著劑層可藉由將黏著劑組成物塗佈在光學機能構 件的兩面或一面上而形成者,亦可將黏著劑組成物塗佈 在經剝離處理的剝離片之剝離處理面上,接合於光學機 能構件的兩面或一面而形成。 塗佈的黏著劑組成物(以下簡稱黏著劑液)係可爲有 機溶劑系、乳液系、無溶劑系中任一種。 作爲有機溶劑系的黏著劑液所使用的有機溶劑,例 如甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、異丁醇、正丁醇、丙酮、 甲基乙基酮、醋酸乙酯、四氫呋喃等。它們可被可被單 獨使用一種或可以二種以上的組合來使用。 黏著劑液就塗佈上的便利而言,較佳爲使用該些有 機溶劑,使固體成份濃度成爲在10〜50重量%的範圍內 以調製者。 -12- 1248526 黏著劑的塗佈例如可藉由硬塗覆法、輥塗法、刀片 塗覆法、輥刀塗覆法法、口模式塗覆法、凹槽輥塗覆法、 空氣刀塗覆法、刮刀塗覆法等習知的塗佈方法來進行。 該黏著劑層的厚度通常較佳爲在5〜150μιη的範圍 內,尤其在10〜100 μπι的範圍內。 作爲本發明的黏著性光學機能構件所使用的光學機 能構件,例如可爲偏光板、抗反射板、相位差板、視野 角擴大膜等,其中特別適合的爲偏光板。 作爲上述偏光板,可使用一般透明高分子薄膜經一 軸方向所配向,於配向分子間隙吸附碘及/或二色性染料 等而配向成偏光膜之兩面覆蓋保護膜而成者。上述透明 高分子薄膜現在幾乎都使用聚乙烯醇薄膜,而且保護膜 大多使用三乙醯纖維素膜。 於該偏光板中,偏光膜例如係使用碘系偏光膜、染 料系偏光膜、彩色偏光膜、聚乙烯系偏光膜、紅外偏光 膜、紫外偏光膜等,但是於本發明中並沒有特別的限制, 可以使用任一*者。 又,該偏光板在用途的分別上,可用於液晶顯示元 件用(數位鐘錶、電子計算機、計測器系顯示器、壁掛型 電視、光學缺陷檢測器用等)、反射光的去除用(遮陽鏡、 照相軟片用等)、光量調整用(照相用濾光鏡、濃度可變濾 片用等)、避光之應用(汽車頭燈的防眩用、防透視用等)、 偏光干渉利用裝置用(歪斜檢査器、舞台照明、廣告用顯 示器用等)等任何用途的偏光板。於此等用途中,較宜使 1248526 用爲液晶顯示元件用的偏光板。 本發明的液晶顯示元件係爲在液晶胞的兩面上隔著 上述本發明的黏著劑組成物層,而配設有光學機能構件 者。 作爲光學機能構件,例如可爲上述黏著性光學機能 構件所用的光學機能構件,其中偏光板係特別適合者。 於液晶胞的面上配設有數個光學機能構件者,係皆 爲可經由本發明之黏著劑組成物層所進行接合的光學機 能構件。當然,未必要所有的光學機能構件皆經由本發 明的黏著劑組成物層來接合,但是較佳爲至少偏光板的 接合係經由本發明的黏著劑組成物層來進行。 例如,於在液晶胞與偏光板之間設置有補償雙折射 用的相位差板之情況中,較佳爲至少相位差板與偏光板 的接合係經由本發明的黏著劑組成物層來進行,再者視 需要亦可使用於液晶胞與相位差板的接合。 其次,藉由實施例來更詳細說明本發明,惟本發明 不受該些實施例所限定。 實施例1 1〇〇重量份由99重量%的丙烯酸丁酯單元與1重量% 的丙烯酸4-羥基丁基單元所構成的重量平均分子量爲 170萬的丙烯酸酯共聚物、1〇重量份的重量平均分子量 爲10萬且100%模數2MPa的胺甲酸酯彈性體(東洋油墨 製造社製,商品名:HP-H)及〇·2重量份的多異氰酸酯化合 物所成的交聯劑(總硏化學公司製,商品名:TD -7 5 )溶解 1248526 於甲基乙基酮中,以成爲固體成份含量爲30重量%的黏 著劑溶液。 藉由刀片塗覆器,將該黏著劑溶液塗佈在一面經矽 酮系所剝離處理的聚對酞酸乙二酯剝離片(Lintec公司 製,商品名:SP-PET381 1)的剝離處理面,於90°C乾燥1分 鐘,以形成厚度25 μπι的黏著劑層。 然後,將偏光板[乙醯纖維薄膜/聚乙烯醇薄膜/三乙 醯纖維素薄膜(含視野角擴大機能)的3層積層體,厚度 200μιη]積層在上述黏著劑層上,以得到附有黏著劑層的 偏光板。 實施例2 除了將黏著劑溶液中的胺甲酸酯彈性體之配合量由 10重量份改爲1重量份(黏著劑溶液的固體成份含量爲30 重量%)以外,與實施例1同樣地實施,而得到附有黏著 劑層的偏光板。 實施例3 除了將黏著劑溶液中的胺甲酸酯彈性體之配合量由 10重量份改爲0.05重量份(黏著劑溶液的固體成份含量 爲30重量%)以外,與實施例1同樣地實施,而得到附有 黏著劑層的偏光板。 比較例I 1 除了將黏著劑溶液中的胺甲酸酯彈性體之配合量由 10重量份改爲50重量份(黏著劑溶液的固體成份含量爲 3 0重量%)以外,與實施例1同樣地實施,而得到附有黏 1248526 著劑層的偏光板。 比較例2 除了將黏著劑溶液中的胺甲酸酯彈性體之配合量由 10重量份改爲0.0005重量份(黏著劑溶液的固體成份含 量爲30重量%)以外,與實施例丨同樣地實施,而得到附 有黏著劑層的偏光板。 比較例3 除了於黏著劑溶液中不配合胺甲酸酯彈性體(黏著劑 溶液的固體成份含量爲30重量%)以外,與實施例1同樣 地實施,而得到附有黏著劑層的偏光板。 就實施例1〜3及比較例1〜3所得到之附有黏著劑 層的偏光板,依以下方法測量耐久性及明亮度差AL*,結 果示於表1中。 (1) 耐久性 將剝離片由15吋(233 mmx3 09 mm)之附有黏著劑層的 偏光板處剝離,將該偏光板貼附於玻璃板上,於80°C乾 燥或於60°C90%RH的環境條件下放置120小時後,目視 觀察外觀,依以下基準來評估。 〇:沒有浮起剝落 X :有浮起剝落 (2) 明度差異AL* 於無鹼玻璃板的兩面上以正交尼斗爾方式將剝離片 由15吋(233mmx309mm)之附有黏著劑層的偏光板處剝 離,將該偏光板貼附於玻璃板上,於80°C乾燥環境條件 下放置120小時後,測量周緣部之各邊中央端起lcm之 1248526 範圍內的明亮度以中央的明亮度,求得各邊的明亮度之 平均値與偏光板中央的明亮度値之差異。 明亮度係使用大塚電子公司製的測定裝置 (MCPD-2 000),在 23°C65%RH 的條件下測量。 明亮度差異AL*愈大,則顯示黏著劑層的適應性愈 差。 表1 耐久性(120小時) 明亮度差異(AL*) 8〇°C乾燥 60〇C90%RH 8〇°C乾燥120小時 實施例1 〇 〇 0.34 實施例2 〇 〇 0.56 實施例3 〇 〇 2.89 比較例1 X X 0.24 比較例2 〇 〇 5.83 比較例3 〇 〇 6.09 發明的效果 本發明的黏著劑組成物即使在高溫高濕條件下也能 與被附體有優良的密接性及黏著耐久性,同時對於被附 體的伸縮有適應性,特別適用於在液晶胞表面上貼附偏 光板等的光學機能構件。 使用該黏著劑組成物在液晶胞表面上配設光學機能 構件而形成的本發明之液晶顯示元件,即使在高溫高濕 條件下也能與液晶胞有優良的密接性,而且黏著耐久性 -17- 1248526 亦優良,同時具有對於光學機能構件之伸縮的適應性, 而難以發生各種問題,例如難以在偏光板中發生所謂的 「泛白」現象。 【圖式簡單說明】 無0
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Claims (1)
1248526 十、申請專利範圍: 1 ·—種黏著劑組成物,包括丙烯酸系黏著劑及相對於每 100重量份的該丙烯酸系黏著劑而言0.005〜20重量份 的胺甲酸酯彈性體。 2·如申請專利範圍第1項之黏著劑組成物,其中胺甲酸酯 彈性體的100%模數係1〜6MPa。 3 ·如申請專利範圍第1項之黏著劑組成物,其中丙烯酸系 黏著劑係重量平均分子量50萬〜2〇0萬的(甲基)丙烯酸 酯均聚物或共聚物。 4 ·如申請專利範圍第2項之黏著劑組成物,其中丙烯酸系 黏著劑係重量平均分子量50萬〜200萬的(甲基)丙烯酸 酯均聚物或共聚物。 5 ·如申請專利範圍第丨項之黏著劑組成物,其中丙烯酸系 黏著劑係由具有交聯點的重量平均分子量50萬〜2〇〇萬 的(甲基)丙烯酸酯共聚物與交聯劑所構成者。 6.如申請專利範圍第2項之黏著劑組成物,其中丙烯酸系 黏著劑係由具有交聯點的重量平均分子量50萬〜200萬 的(甲基)丙烯酸酯共聚物與交聯劑所構成者。 7 · —種黏著性光學機能構件,其特徵爲在光學機能構件的 一面或兩面上設置有由如申請專利範圍第1至6項中任 一項之黏著劑組成物所成的層。 8 · —種黏者性光學機能構件,其特徵爲在偏光板的一面或 兩面上設置有由如申請專利範圍第1至6項中任一項之 黏著劑組成物所成的層。 -19- 1248526 9.一種液晶顯示元件,其係由在液晶胞的兩面上隔著如申 請專利範圍第1至6項中任一項之黏著劑組成物所成的 層而配設光學機能構件者。
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