TWI386472B - 光學膜 - Google Patents

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Description

光學膜
本發明提供一種使用黏著劑組成物之光學膜。本發明尤其提供一種使用具絕佳黏著性且能用於需透射率之光學膜的黏著劑組成物之光學膜。
此申請案主張於2008年4月8日向KIPO申請之韓國第10-2008-0032563號專利申請案的優先權，其中整體揭示合併於此以供參酌。
對於偏光板的結構，一般係使用由PVA系水溶液構成之水性黏著劑層，將三醋酸纖維素(後文則稱TAC)膜層疊在聚乙烯醇(PVA)構件之偏光片(偏光膜)的兩側(圖1)。上述結構的偏光板，如果沒有使用獨立之補償膜的話，則會劣化視角，因此兩TAC膜其中一者有時候須以零延遲TAC(後文則稱Z-TAC)膜取代，此Z-TAC膜幾乎不會發生厚度方向及平面內延遲作用，故可改善視角。
然而，對於具有TAC成分的膜濕度而言，因為Z-TAC基本上不佳，當長期使用時，因尺寸發生變化而有耐用性問題。為了解決此缺點，致力於使用如環烯烴系樹脂或丙烯酸系樹脂之膜組成物，其具有高抗濕性與低延遲性。具體而言，當膜含有丙烯酸系組成物時，可知其光學性、耐用性及成本等方面有利。至於使用TAC膜做為保護膜製造偏光板時，為了與PVA成分之偏光片黏著，主要使用水性PVA黏著劑，此時為了改善黏著強度，TAC膜的表面需經過鹼處理或電暈處理。然而，當使用丙烯酸膜及水性PVA黏著劑製造偏光板時，難以輕易確保經過鹼處理或電暈處理的黏著強度。至於已知TAC膜，由於引入如羥基之親水性基團接於經過鹼處理或電暈處理的膜表面，故可經由與PVA系黏著劑之氫鍵而輕易確保黏著強度。不過，即使丙烯酸膜表面經過電暈處理或電漿處理，但因為引入的親水性基團量少，所以與PVA系黏著劑之氫鍵仍不足，故仍無法確保丙烯酸膜及PVA成分之偏光片之間有足夠的黏著強度。
為了貼合丙烯酸膜及偏光片，可以使用丙烯酸系UV可固化性黏著劑，但卻會有以下問題：(1)因為使用水性黏著劑，所以在一般偏光板製作過程中，使用UV可固化性黏著劑時，則需要進行獨立UV固化步驟，且因為使用具揮發性的可燃單體，故需額外的防爆設備；(2)然而藉由控制固體含量及製程管理，製作出厚度100 nm以內之已知水性PVA黏著劑時，會難以將丙烯酸系UV可固化黏著劑的厚度控制在1 nm以內或以下，如此隨著黏著劑層脆度增加則會發生偏光板破裂的問題；以及(3)可以輕易達到與丙烯酸膜的黏著，但無法輕易確保與偏光片的黏著強度。為了確保與偏光片的黏著強度，可含大量酸性反應基，但鑑於因酸及操作環境所產生的製程腐蝕作用，此並非較佳選擇。
因此，為了製作使用丙烯酸膜作為偏光片保護膜的偏光板，較有利是使用能夠用於已知製程及相對可輕易提供穩定偏光板特性的水性黏著劑。據此，需要發展出較佳於偏光板及光學膜的水性黏著劑。
本發明之目的係在提供一種黏著劑組成物，其具有出色的黏著性，且使用於光學膜上時，不會降低光學膜的光學性及耐用性。具體而言，當使用丙烯酸膜做為偏光片的保護膜時，黏著劑組成物對於偏光片可提供優異的黏著性，且不會減少由其所製成之偏光板的光學性及耐用性。此外，本發明的目的在於提供一種使用此黏著劑組成物製得之光學膜與偏光板。
為了完成本發明上述目的，本發明提供一種黏著劑組成物，其包括：一具有以下式1所示之三亞甲亞胺根(azetidinium)官能基的化合物：
其中，X與Y為脂肪族碳氫基，X與Y中至少一者為含有一種以上選自胺基、醯胺基及酮基的脂肪族碳氫基，且X與Y可相互連接形成環形；R1至R6分別選自由氫、羥基、C1 至C20 脂肪族碳氫基、烷基羧酸酯基、及氰基所組群組；A- 為單價陰離子；以及n的範圍為30至7,000。
較佳為，X與Y中至少一者含脂肪族碳氫基。式1化合物的重量平均分子量落於10,000至2,000,000之範圍則較佳。
此外，本發明提供一種光學膜，其具有一含兩層以上之層狀結構，該光學膜包括：一黏著劑層，其位於該些膜間之至少一介面上，其係使用一含具有三亞甲亞胺根官能基之化合物的黏著劑組成物所形成。
另外，本發明提供一種偏光板，其具有一層狀結構，其中一第一膜、一偏光片、及一第二膜依序層疊，該偏光板包括：一黏著劑層，其位於該第一膜及該第二膜之至少一者與該偏光片之間，其係使用一含具有三亞甲亞胺根官能基之化合物的黏著劑組成物所形成。
再者，本發明提供一種電子裝置，其包括上述光學膜或偏光板。
因為本發明之黏著劑組成物具有優秀的黏著性，且可施用於已知層狀結構之光學膜製程，而無需額外步驟及設備，且不會減少光學膜的透明性，故可用於光學膜的製作。此外，含黏著劑層(其使用本發明黏著劑組成物所製)之光學膜具有優異的耐用性，尤其當使用丙烯酸膜做為偏光片的保護膜時，黏著劑組成物對於偏光片可以提供絕佳的黏著性，同使不會減少由其製得之偏光板的光學性及耐用性。
本發明光學膜的特徵在於，此光學膜含使用黏著劑組成物所形成之黏著劑層，而黏著劑組成物含有具有三亞甲亞胺根官能基的化合物。
具有三亞甲亞胺根官能基的化合物，可藉由三亞甲亞胺根官能基，與光學膜表面上官能基(如羧基)反應，且此化合物帶有正(+)電荷。因此，此化合物對於表面經由電暈處理、電漿處理及類似處理而具有親水基或富含負(-)電荷之光學膜，具有優異的可濕性。另外，親水基可透過三亞甲亞胺根官能基開環而形成，且親水基可與光學膜(如偏光片)表面羥基之間形成氫鍵。關於此點，具有三亞甲亞胺根官能基的化合物，除了三亞甲亞胺根官能基之外，更可含有親水基，例如羥基、羧基、胺基、醯胺基、以及類似基團。相較於已知黏著劑，例如PVA系黏著劑，具有三亞甲亞胺根官能基的化合物基於相同理由，可提供絕佳的黏著性。此外，因為具有三亞甲亞胺根官能基的化合物，可在黏著劑層中進行自體交聯作用，故可改善黏著劑的耐水性，並改善使用此化合物之偏光板及光學膜的耐用性，進而防止各層間在嚴峻環境下發生剝離現象。
至於具有三亞甲亞胺根官能基的化合物，可使用下式1所示之化合物：
其中，X與Y為脂肪族碳氫基，X與Y中至少一者為含有一種以上選自胺基、醯胺基及酮基的脂肪族碳氫基，且X與Y可相互連接形成環形；R1至R6分別選自由氫、羥基、C1 至C20 脂肪族碳氫基、烷基羧酸酯基、及氰基所組群組；A- 為單價陰離子；以及n的範圍為30至7,000。
較佳為，X與Y中至少一者包含親水基，式1化合物的重量平均分子量落於10,000至2,000,000之範圍則較佳。
式1化合物包括以下式2所示之化合物。
其中，X’、X”及Y’分別為C1 至C20 脂肪族碳氫基，R1至R6分別選自由氫、羥基、C1 至C20 脂肪族碳氫基、烷基羧酸酯基、及氰基所組群組；A- 為單價陰離子；以及n的範圍為30至7,000。
式2化合物包括以下式3所示之聚醯胺多胺環氧氯丙烷(polyaminoamide-epichlorohydrin,PAE)。
其中，n的範圍為30至7,000。
本發明黏著劑組成物更可包括溶劑(例如水)，以形成黏著劑層。此時，具有三亞甲亞胺根官能基之化合物，其濃度範圍為0.1至30 wt%，較佳為0.5至10 wt%。本發明黏著劑組成物的pH範圍為2至11，較佳為4至10。本發明黏著劑組成物的pH可使用添加鹼或類似方法控制，鹼的種類沒有特別限制，較佳舉例包括NaOH、KOH、NH4 OH及類似鹼類。
本發明黏著劑組成物更可包括聚乙烯醇(PVA)系樹脂，經由更包含聚乙烯醇系樹脂，更能改善對於光學膜(如聚乙烯醇系偏光片或TAC膜)的黏著性。尤其，使用含乙醯乙醯基及類似基團之變性PVA，會有利於與具有三亞甲亞胺根官能基之化合物的黏著性及交聯。詳細舉例如日本合成化學有限公司(Japan Synthetic Chemical,Co.,Ltd.)所製之GohsefimerTM Z-100、Z-200、Z-200H、Z-210、Z-220、Z-320及類似物可被使用，但不限於此。此時，聚乙烯醇系樹脂的重量比沒有特殊限定，且其範圍可根據所要貼合的膜種類而小幅更動。舉例而言，當聚乙烯醇系偏光片與丙烯酸系膜相互貼合時，基於100重量份之具有三亞甲亞胺根官能基之化合物，使用10至1,000重量份的範圍較佳。至於聚乙烯醇系偏光片用量少於10重量份時，則對於聚乙烯醇偏光元件或TAC膜的黏著強度會變差，而當其含量超過1,000重量份時，則對於丙烯酸膜的黏著強度差。
本發明提供一種光學膜，其具有含兩層以上之層狀結構，且包括一黏著劑層，其位於該些膜間之至少一介面上，其係使用一含具有三亞甲亞胺根官能基之化合物的黏著劑組成物所形成。在本發明中，已知光學膜為履行光學功能的膜，包括狹義上透射率為80%以上的透明膜、以及任何透射率50%以下的光學膜，只要能執行特定光學功能(像偏光板)的膜即可。
層疊膜沒有特別限定，但尤其可使用丙烯酸系膜、PET膜、尤其經丙烯酸系底漆處理之PET膜、TAC膜、COP膜、聚碳酸酯(PC)膜、聚降莰烯系(PNB)膜、及類似膜。具體而言，相較於已知聚乙烯醇系黏著劑，丙烯酸系膜及經丙烯酸系底漆處理之PET膜可大幅改善黏著強度。層疊膜可使用相同材料或不同材料製得。
如果有需要的話，層疊膜可經過表面處理改善黏著強度，舉例可實行鹼處理、電暈處理、電漿處理、底漆處理及類似處理。
此外，本發明提供一種偏光板，其結構為：第一膜、一偏光片、及第二膜依序層疊，且其包括：一黏著劑層，其位於該第一膜及該第二膜之至少一者與該偏光片之間，其係使用一含具有三亞甲亞胺根官能基之化合物的黏著劑組成物所形成。此時，第一膜或第二膜可經過上述表面處理。
丙烯酸系膜、PET膜、尤其經丙烯酸系底漆處理之PET膜、TAC膜、COP膜、PC膜、PNB膜、及類似膜可使用做為第一膜及第二膜。第一膜及第二膜可以相同材料製得，或者以不同材料製得。舉例而言，第一膜及第二膜可都為丙烯酸系膜或TAC膜(圖2)，或者其中任一者可為丙烯酸系膜，另一者為TAC膜(圖3)。
黏著劑層係使用本發明黏著劑組成物所形成。詳而言之，直接塗覆黏著劑組成物於膜上後，乾燥黏著劑層，或者在兩層膜之間或多層膜之間塗覆黏著劑組成物後，使用壓輥壓合黏著劑組成物，乾燥黏著劑層，使黏著劑層形成。黏著劑層的厚度較佳於10至500 nm的範圍，更佳於20至200 nm的範圍。
本發明偏光板的透射率於35至45%的範圍較佳，而偏光程度於98以上較佳。
由於黏著劑組成物(含有三亞甲亞胺根官能基的化合物)具有絕佳的透明性，光學產品(如本發明光學膜或偏光板)及類似產品，可保持優異的光學及類似性質，故所製得的光學產品其透光性不會減少，並因黏著劑組成物出色的黏著強度，故可同時改善所製得的光學產品之耐用性。
尤其，當應用於偏光板時，因為黏著劑組成物所造成的偏光片光學性質(如透射率、偏光度、色彩及類似性質)之變化，幾乎與使用習知聚乙烯醇系黏著劑時相同，在獨立製程條件中亦無變化，故可取代習知而應用於量產線。
本發明提供一種電子裝置，其包括前述光學膜或偏光板。至於電子裝置，有液晶顯示裝置及類似裝置，不過電子裝置的種類沒有特別限制，只要需要前述光學膜或偏光板之電子裝置即可。除了電子裝置須包含黏著劑層(係使用本發明黏著劑組成物所製得)之外，上述電子裝置可與本領域習知裝置具有相同的結構；舉例而言，電子裝置可為液晶顯示裝置，其包括液晶單元、本發明偏光板(裝配於液晶單元的兩側)以及背光單元。
參考實施例，後文將詳細描述本發明，然而本發明可具體實施成各種形式，不應被解釋成限縮於所舉出之實施例，而應是提供這些實施例讓本領域中通常知識者完全了解本發明概念。
實施例 實施例1
以純水稀釋Kymene-557H(Hercules Korea，12.5 wt%水溶液，具有三亞甲亞胺根官能基及胺基的化合物)而製備出6 wt%水溶液，並使用此水溶液，將經過電暈處理之丙烯酸系膜貼於偏光片兩側，對於丙烯酸系膜則使用由OPTES,Co.,Ltd所製造且厚度為80 μm的T膜，膜表面係經過50 W/m2 /min條件的電暈處理。在偏光片及其兩側的丙烯酸系膜之間注入黏著劑，並使用壓輥加壓後，於80℃下使用熱風乾燥5分鐘，而後製備出偏光板。
實施例2
在添加NaOH水溶液使Kymene-557H(Hercules Korea，12.5wt%水溶液，pH=5)的pH值變成7之後，以純水稀釋製得6 wt%黏著劑組成物，使用此黏著劑組成物將經過電暈處理之丙烯酸系膜貼於偏光片兩側。
實施例3
使用實施例2之黏著劑組成物，將經過電暈處理之丙烯酸系膜貼於偏光片一側，並將經過鹼處理之TAC膜貼於偏光板之另一側。
實施例4
基於100重量份之Kymene-557H(Hercules Korea,12.5 wt%)，添加100重量份之變性聚乙烯醇樹脂Gohsefimer Z-200(Japan Synthesis Chemical,Co.,Ltd)，並添加NaOH水溶液，使其pH值調整成7，再使用4.5 wt%黏著劑組成物(其係藉由純水稀釋而製得)，將經過電暈處理之丙烯酸系膜貼於偏光片一側，並將經過鹼處理之TAC膜貼於偏光板之另一側。
比較例1
將聚乙烯醇樹脂(平均聚合度為2,400且皂化度為99.9%)溶解於純水中，製備出3 wt%聚乙烯醇水溶液，並使用此將經過電暈處理之丙烯酸系膜貼於偏光片兩側。
比較例2
將變性聚乙烯醇樹脂Gohsefimer Z-200(Japan Synthesis Chemical,Co.,Ltd)溶解於純水中，並於100重量份之變性聚乙烯醇樹脂中，添加10重量份之胺系金屬交聯劑，進而製出黏著劑，以製得4.5 wt%變性聚乙烯醇水溶液，再使用此將經過電暈處理之丙烯酸系膜貼於偏光片兩側。
比較例3
使用比較例2之黏著劑，將經過電暈處理之丙烯酸系膜貼於偏光片一側，並將經過鹼處理之TAC膜貼於偏光板之另一側。
評估方法 1.黏著強度
使用切斷器刀鋒於偏光板表面形成刮痕後，刮痕周圍剝離程度以百分比顯示(圖4)，當此值低時，表示黏著強度優異。
2.耐水性
使用壓感黏著劑將偏光板一側貼於玻璃板，並將其浸入60℃之恆溫浴持續4及48小時後，以偏光片收縮及保護膜剝離程度評估耐水性。
3.光學性質
使用分光光度計測量偏光板之單體透射率(single body transmittance,Ts)、平行透射率(parallel transmittance,Tp)、正交透射率(crossed transmittance,Tc)，偏光度則以下列等式計算。
(等式1)偏光度(P)=(Tp-Tc)/(Tp+Tc)
評估結果
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
圖1係習知偏光板的結構示意圖。
圖2係本發明具體實施例之偏光板的結構示意圖。
圖3係本發明具體實施例之偏光板的結構示意圖。
圖4係評估黏著強度之刮痕剝離評估法的說明圖。

Claims (12)

  1. 一種光學膜，其具有一含兩層以上之層狀結構，該光學膜包括：一黏著劑層，其位於該些膜間之至少一介面上，其係使用一含具有三亞甲亞胺根官能基之化合物的黏著劑組成物所形成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中，該具有三亞甲亞胺根官能基之化合物係一下式1所示之化合物： 其中，X與Y為脂肪族碳氫基，X與Y中至少一者為含有一種以上選自胺基、醯胺基及酮基的脂肪族碳氫基，且X與Y可相互連接形成環形；R1至R6分別選自由氫、羥基、C1 至C20 脂肪族碳氫基、烷基羧酸酯基、及氰基所組群組；A- 為單價陰離子；以及n的範圍為30至7,000。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光學膜，其中，式1之化合物為以下式2之化合物：[式2] 其中，X’、X”及Y’分別為C1 至C20 脂肪族碳氫基，R1至R6分別選自由氫、羥基、C1 至C20 脂肪族碳氫基、烷基羧酸酯基、及氰基所組群組；A- 為單價陰離子；以及n的範圍為30至7,000。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之光學膜，其中，式2之化合物為以下式3之化合物： 其中，n的範圍為30至7,000。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中，該些膜中之至少一者選自由丙烯酸系膜、PET膜、經丙烯酸系底漆處理之PET膜、TAC膜、COP膜、PC膜、及PNB膜所組群組。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光學膜，其中，該些膜中之至少一者的至少一側，經過選自由鹼處理、電暈處理、電漿處理、及底漆處理所組群組中之至少一表面處理。
  7. 一種偏光板，其具有一層狀結構，其中一第一膜、一偏光片、及一第二膜依序層疊，該偏光板包括：一黏著劑層，其位於該第一膜及該第二膜之至少一者與該偏光片之間，其係使用一含具有三亞甲亞胺根官能基之化合物的黏著劑組成物所形成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之偏光板，其中，該具有三亞甲亞胺根官能基之化合物係一下式1所示之化合物： 其中，X與Y為脂肪族碳氫基，X與Y中至少一者為含有一種以上選自胺基、醯胺基及酮基的脂肪族碳氫基，且X與Y可相互連接形成環形；R1至R6分別選自由氫、羥基、C1 至C20 脂肪族碳氫基、烷基羧酸酯基、及氰基所組群組；A- 為單價陰離子；以及n的範圍為30至7,000。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之偏光板，其中，式1之化合物為以下式2之化合物：[式2] 其中，X’、X”及Y’分別為C1 至C20 脂肪族碳氫基，R1至R6分別選自由氫、羥基、C1 至C20 脂肪族碳氫基、烷基羧酸酯基、及氰基所組群組；A- 為單價陰離子；以及n的範圍為30至7,000。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之偏光板，其中，式2之化合物為以下式3之化合物： 其中，n的範圍為30至7,000。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之偏光板，其中，該第一膜或該第二膜選自由丙烯酸系膜、PET膜、經丙烯酸系底漆處理之PET膜、TAC膜、COP膜、PC膜、及PNB膜所組群組。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之偏光板，其中，該第一膜或該第二膜的至少一側，係經過選自由鹼處理、電暈 處理、電漿處理、及底漆處理所組群組中之至少一表面處理。
TW098111669A 2008-04-08 2009-04-08 光學膜 TWI386472B (zh)

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