TWI428422B - 光學機能性薄膜貼合用黏著劑、光學機能性薄膜及其製法 - Google Patents
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Description
本發明係關於光學機能性薄膜貼合用黏著劑、光學機能性薄膜及其製法。
液晶顯示面板係作為取代CRT之顯示裝置而快速地普及,此需要亦正為擴大。液晶顯示面板係具有薄型且所謂消費電力小之優點,相對而言,與CRT比較時則有亮度或視角之點不充分之缺點。因此,有嘗試藉由使用背光,以及使面板穿透光散射以解決此等之問題。
其中之一,已提案有藉由將使無機微粒子分散於透明樹脂中之光擴散黏著層設置於液晶胞,以擴大視角與提高顯示品質之手法(參照專利文獻1、申請專利範圍)。又,亦揭示在反射型液晶顯示器中,已提案有為了使穿過的光擴散之故,而將擴散光用的塡料摻混於黏著劑之擴散黏著層貼合至液晶面板的液晶顯示裝置,且在擴散黏著層的兩面設置脫膜薄片(參照專利文獻2、申請專利範圍)。
然而,此等液晶顯示面板係藉由擴散光以抑制亮度斑,雖然得到了均勻的亮度,但是會有所謂耐久性變差的問題。具體而言,當使用液晶面板時,經過長時間時在光擴散黏著層中形成發泡,且產生亮度斑。再者,為了謀求改善於液晶胞透過黏著劑所配置之偏光板、或視角特性,而在偏光板與液晶胞之間透過黏著劑所配置之相位差板會有經過長時間所致的漆膜脫皮(lifting)或剝落(peeling)發生之情形。又,在擴散黏著層的兩面設置脫膜薄片時,從擴散黏著層剝離一個脫膜薄片之際,擴散黏著層亦會自其他脫膜薄片剝離下來(所謂的脫層)。
【專利文獻1】特開2001-133606號公報【專利文獻2】特開平11-223712號公報
本發明之目的係在此等之狀況下提供:在進行光學機能性薄膜的接合、更具體而言為偏光板、特別是與視角擴大薄膜等一體化所成之偏光板與液晶胞的接合、偏光板與相位差板的接合、相位差板相互的接合及相位差板與液晶胞的接合之際,可以耐久性更良好的接合,同時即使經過長時間亦黏著層中亦不會產生發泡或亮度斑,使液晶顯示裝置形成均勻發亮的之光學機能性薄膜貼合用黏著劑、光學機能性薄膜及其製法:以及不會發生所謂的脫層、光學機能性及薄膜的貼合作業性優異之黏著薄片。
本發明人等係為解決上述課題而專心一意重複研究的結果,發現能得到適合於其目的之含有黏著性樹脂與微粒子,且具有特定儲存彈性模數(G’)及霧度值之黏著劑。本發明係基於這樣的知見而完成的。
亦即,本發明係提供如下:(1)一種光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其係含有黏著性樹脂與平均粒徑0.1~20 μm之微粒子的黏著劑,其在23℃的儲存彈性模數(G’)為0.3~15MPa,且霧度值為5%以上。
(2)如上述(1)中記載之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中在80℃的儲存彈性模數(G’)為0.3MPa以上。
(3)如上述(2)中記載之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中在80℃的儲存彈性模數(G’)為0.3~10MPa。
(4)如上述(1)~(3)項中任一項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中凝膠分率為60%以上。
(5)如上述(1)~(4)項中任一項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中上述光學機能性薄膜為偏光板及/或相位差板,該貼合用黏著劑係用於偏光板與液晶玻璃胞的貼合、偏光板與相位差板的貼合、相位差板與相位差板的貼合、或相位差板與液晶玻璃胞的貼合。
(6)如上述(1)~(5)項中任一項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中上述黏著性樹脂係由(A)丙烯酸系共聚物及(B)活性能量線硬化型化合物所形成,並對於其中分散有上述微粒子之黏著性材料照射活性能量線而構成。
(7)如上述(6)中記載之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中(B)成分的活性能量線硬化型化合物係為分子量低於1000的多官能(甲基)丙烯酸酯系單體。
(8)如上述(7)中記載之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中多官能(甲基)丙烯酸酯系單體係具有環狀構造。
(9)如上述(8)中記載之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中多官能(甲基)丙烯酸酯系單體係具有三聚異氰酸酯構造。
(10)如上述(6)~(9)項中任一項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中(A)成分與(B)成分的含有比例係質量比為100:1~100:100。
(11)如上述(6)~(10)項中任一項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中黏著性材料係更含有作為(C)成分之交聯劑。
(12)如上述(6)~(11)項中任一項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中黏著性材料係更含有作為(D)成分之矽烷偶合劑。
(13)如上述(5)~(12)項中任一項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中偏光板係將偏光薄膜與視角擴大薄膜進行一體化所構成者。
(14)如上述(1)~(13)項中任一項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中對於無鹼玻璃之黏著力為0.2N/25mm以上。
(15)如上述(1)~(14)項中任一項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中於80℃的保持力在70000秒後的變形量為200 μm以下。
(16)一種附有黏著劑之光學機能性薄膜,其特徵係在光學機能性薄膜上具有由如上述(1)~(15)項中任一項之黏著劑所構成之層。
(17)一種如上述(16)項之附有黏著劑之光學機能性薄膜之製法,其特徵係使光學機能性薄膜貼合至設置在剝離薄片的剝離層上之黏著性材料層後,從剝離薄片側照射活性能量線。
(18)一種黏著薄片,其係以與2片剝離薄片的剝離層側為相連接的方式,夾持如上述(1)~(15)項中任一項之黏著劑而構成。及(19)一種光學機能性薄膜之製法,其係使用如上述(18)項之黏著薄片以貼合偏光板與相位差板。
根據本發明的黏著劑,進行光學機能性薄膜的接合,更具體而言,使偏光板、特別是視角擴大薄膜等經一體化所構成之偏光板與液晶胞的接合、偏光板與相位差板的接合、相位差板與相位差板的接合及相位差板與液晶胞的接合之際,能耐久性更良好的接合,同時在液晶顯示裝置能得到沒有亮度斑,且均勻的亮度。又,即使經過時間在黏著層中沒有發泡產生,也不會產生亮度斑。因此,藉由使用本發明的黏著劑,在經過長期間後,液晶顯示裝置係沒有亮度斑且可保持均勻的亮度。
本發明係關於光學機能性薄膜貼合用黏著劑者,特別是關於使用於有某種光學機能性薄膜之偏光板與液晶胞的接合、偏光板與相位差板或相位差板與相位差板等的光學機能性薄膜相互的接合,及有某種光學機能性薄膜之相位差板與液晶胞的接合之黏著劑。
首先,關於在液晶顯示裝置(LCD)的液晶胞貼合、使用偏光板之情形,係利用第1圖來加以説明。
液晶胞13係具有:一般位於形成配向層的2片透明電極基板之配向層的內側,藉由間隔材配置成既定之間隔,密封其周邊,且在該間隔夾持液晶材料的同時,在上述2片透明電極基板中分別介由黏著劑12來配置偏光板11之構造。上述偏光板係一般由在聚乙烯醇系偏光子的兩面,具有貼合光學的等方性薄膜、例如三乙醯纖維素(TAC)薄膜等的3層構造之偏光薄膜所構成的,以及將其單面貼著於液晶胞等的光學構件來設置目的之黏著劑層。本發明的黏著劑係適於作為該黏著劑層的材料使用者。
又,如第2圖所示之模式圖,為了謀求改善視角特性,係有在偏光板21與液晶胞23之間透過黏著劑22及25來配置相位差板24之情形。此處所使用的黏著劑22及25係適合作為本發明的黏著劑來使用。
本發明的光學機能性薄膜貼合用黏著劑係藉由黏著性樹脂與平均粒徑0.1~20 μm的微粒子為主要成分之黏著劑而得到的。
黏著性樹脂係由(A)丙烯酸系共聚物、與(B)活性能量線硬化型化合物所構成者為佳,且對於上述微粒子分散於其上之黏著性材料照射活性能量線所得之黏著劑為佳。
作為(A)成分之丙烯酸系共聚物可舉例如(甲基)丙烯酸酯系共聚物。此外,在本發明中,(甲基)丙烯酸酯係意味者丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯兩者。其他類似用語亦為相同。
上述(甲基)丙烯酸酯系共聚物係使用藉由各種交聯方法而具有可交聯之交聯點者為佳。具有此等交聯點之(甲基)丙烯酸酯系共聚物係沒有特別地限制,可從以往作為黏著劑的樹脂成分所慣用之(甲基)丙烯酸酯系共聚物之中,適當選擇任意者而使用。
具有此等交聯點之(甲基)丙烯酸酯系共聚物係可舉例如:酯部分的烷基碳數為1~20之(甲基)丙烯酸酯、分子內具有交聯性官能基之單體、與根據所期望使用的其他單體之共聚物為佳。此處,酯部分的烷基碳數為1~20之(甲基)丙烯酸酯之例係舉例如:(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)丙烯酸十二烷酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸硬脂醯酯等。此等可單獨使用、亦可組合2種以上使用。
另一方面,分子內具有交聯性官能基之單體係含有至少一種作為官能基之羥基、羧基、胺基、醯胺基為佳,具體例係舉例如:(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁基等的(甲基)丙烯酸羥基烷基酯;(甲基)丙烯醯胺、N-甲基(甲基)丙烯醯胺、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺等的丙烯醯胺類;(甲基)丙烯酸一甲基胺乙酯、(甲基)丙烯酸一乙基胺乙酯、(甲基)丙烯酸一甲基胺丙酯、(甲基)丙烯酸一乙基胺丙基等的(甲基)丙烯酸一烷基胺酯;丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、順丁烯二酸、衣康酸、檸康酸等的乙烯性不飽和羧酸等。此等單體可單獨使用、亦可組合2種以上使用。
該黏著性材料中,關於作為(A)成分使用之(甲基)丙烯酸酯系共聚物其共聚合形態係沒有特別地限制,可為無規、嵌段、接枝共聚物中任一者。又,分子量係一般使用重量平均分子量為50萬以上者。其重量平均分子量為50萬以上時,與被黏物(adherend)的附著性或接著耐久性係為充分,且不會產生漆膜脫皮或剝落等。考慮到附著性及接著耐久性等時,其重量平均分子量係以60萬~220萬者為佳、特別是70萬~200萬者為佳。
此外,上述重量平均分子量係藉由凝膠滲透層析(GPC)法所測定換算成聚苯乙烯之數值。
此外,在該(甲基)丙烯酸酯系共聚物中,分子內具有交聯性官能基之單體單位的含量係以0.01~10質量%的範圍為佳。其含量為0.01質量%以上時,藉由與後述交聯劑之反應,可使交聯變得充分且耐久性係為良好。另一方面,為10質量%以下時,由於交聯度不會變得過高,對於液晶玻璃胞或相位差板的貼合適性不會降低而為佳。考慮到耐久性與對於液晶玻璃胞、相位差板的貼合適性等時,具有該交聯性官能基之單體單位的更佳含量為0.05~7.0質量%、特別是以0.2~6.0質量%的範圍為佳。
在本發明中,該(A)成分之(甲基)丙烯酸酯系共聚物係可使用1種、亦可組合2種以上使用。
在該黏著性材料中,作為(B)成分使用之活性能量線硬化型化合物係舉例如分子量低於1000的多官能(甲基)丙烯酸酯系單體為佳。
其分子量低於1000的多官能(甲基)丙烯酸酯系單體可舉例如1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇己二酸酯二(甲基)丙烯酸酯、羥基三甲基乙酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二環戊基二(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質二環戊烯基二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質磷酸二(甲基)丙烯酸酯、二(丙烯醯氧基乙基)三聚異氰酸酯、烯丙基化環己基二(甲基)丙烯酸酯、二羥甲基二環戊烷二(甲基)丙烯酸酯、環氧乙烷改質氫化苯二酸二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇改質三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、金剛烷二(甲基)丙烯酸酯、9,9-雙[4-(2-丙烯醯氧基乙氧基)苯基]茀等的2官能型;三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、丙酸改質二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、環氧丙烷改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、參(丙烯醯氧基乙基)三聚異氰酸酯等的3官能型;二甘油四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯等的4官能型;丙酸改質二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯等的5官能型;二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等的6官能型等。
在本發明中,此等多官能(甲基)丙烯酸酯系單體係可僅單獨1種使用、亦可組合2種以上使用,惟此等之中以在骨架構造含有環狀構造者為佳。環狀構造係可為碳環式構造、或是雜環式構造,又可為單環式構造或是多環式構造。此等之多官能(甲基)丙烯酸酯系單體係以具有例如二(丙烯醯氧基乙基)三聚異氰酸酯、參(丙烯醯氧基乙基)三聚異氰酸酯等的三聚異氰酸酯構造者,二羥甲基二環戊烷二丙烯酸酯、環氧乙烷改質六氫苯二酸二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇丙烯酸酯、新戊二醇改質三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、金剛烷二丙烯酸酯等為理想。
又,可使用作為(B)成分之活性能量線硬化型的丙烯酸酯系低聚合物。此等之丙烯酸酯系低聚合物之例係舉例如聚酯丙烯酸酯系、環氧丙烯酸酯系、胺甲酸酯丙烯酸酯系、聚醚丙烯酸酯系、聚丁二烯丙烯酸酯系、聚矽氧丙烯酸酯系等。
此處,聚酯丙烯酸酯系低聚合物係例如:在藉由縮合多元羧酸與多元醇所得之兩末端具有羥基的聚酯低聚合物之羥基係利用(甲基)丙烯酸予以酯化而可得到,或是於多元羧酸加成環氧烷所得之低聚合物的末端羥基係藉由(甲基)丙烯酸予以酯化而可得到。環氧丙烯酸酯系低聚合物係可藉由例如:使比較低分子量之雙酚型環氧樹脂、或酚醛清漆型環氧樹脂的環氧乙烷環與(甲基)丙烯酸進行反應酯化而可得到。又,該環氧丙烯酸酯系低聚合物亦可使用其一部分以二鹼性羧酸酐改質之羧基改質型的環氧丙烯酸酯低聚合物。胺甲酸酯丙烯酸酯系低聚合物係例如可藉由將聚醚多元醇或聚酯多元醇與聚異氰酸酯進行反應所得之聚胺甲酸酯低聚合物,以(甲基)丙烯酸予以酯化而可得到,多元醇丙烯酸酯系低聚合物係可藉由以(甲基)丙烯酸酯化聚醚多元醇的羥基而得到。
上述丙烯酸酯系低聚合物的重量平均分子量係從利用GPC法測定之標準聚甲基丙烯酸甲酯換算之值,在50,000以下為佳、更佳係500~50,000、更較佳從3,000~40,000的範圍來進行選定。
此等丙烯酸酯系低聚合物係可單獨使用1種、亦可組合2種以上使用。
在本發明中,亦可使用將作為(B)成分之具有(甲基)丙烯醯基的基導入側鎖之加成物丙烯酸酯系聚合物。此等之加成物丙烯酸酯系聚合物係可藉由使用上述(A)成分之(甲基)丙烯酸酯系共聚物中説明的(甲基)丙烯酸酯、與在分子內具有交聯性官能基之單體的共聚物,使具有(甲基)丙烯醯基及與交聯性官能基反應之基的化合物,與共聚物的一部份交聯性官能基進行反應而得到。該加成物丙烯酸酯系聚合物的重量平均分子量以聚苯乙烯換算,一般為50萬~200萬。
在本發明,(B)成分係可從上述的多官能丙烯酸酯系單體、丙烯酸酯系低聚合物及加成物丙烯酸酯系聚合物之中選擇適宜1種來使用,亦可選擇倂用2種以上。
在本發明,上述(A)成分之丙烯酸系共聚物、與(B)成分之活性能量線硬化型化合物的含有比例,從所得黏著劑的性能面而言,以質量比為100:1~100:100為佳、更佳係100:5~100:50、更較佳為100:10~100:40的範圍。
接著,用於本發明黏著劑之微粒子係為了使光擴散而使用,具體而言,可舉例如二氧化矽、碳酸鉀、氫氧化鋁、氫氧化鎂、黏土、滑石粉、二氧化鈦等的無機系白色顏料;丙烯酸樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂、環氧樹脂、聚矽氧樹脂等有機系之透明或白色顏料等。選擇作為黏著性樹脂之丙烯酸系共聚物的話,由於聚矽氧珠粒、環氧樹脂珠粒、聚甲基丙烯酸甲酯珠粒係對於丙烯酸系共聚物之分散性優異,能得到均勻且良好的光擴散性而為佳。又,微粒子係以光擴散均勻的球狀微粒子為佳。
該微粒子的平均粒徑為0.1~20 μm的範圍。平均粒徑低於0.1 μm時光擴散性降低了,而無法達成在液晶顯示裝置中沒有亮度斑,並得到所謂均勻的亮度之本發明效果。另一方面,平均粒徑超過20 μm時,會對影像的對比產生不良影響,此外,當顯示器的影像節距變得更大之情形時會產生炫光。根據以上觀點,該微粒子的平均粒徑在1~10 μm的範圍為佳。特別是在0.5~10 μm的範圍為佳。
此外,此處微粒子的平均粒徑係利用離心沈降光穿透法所測定之值。測定係使用離心式自動粒度分布測定裝置(堀場製作所製「CAPA-700」),將充分攪拌由1.2g微粒子與98.8g異丙醇所成之溶液者作為測定用試料。
在本發明黏著劑中上述微粒子的含量係以1~40質量%的範圍為佳。其含量為1質量%以上時,可達成沒有亮度斑,且能得到所謂均勻亮度之本發明效果,另一方面,微粒子的含量為40質量%以下時,確保了作為黏著劑之黏著力。
本發明的黏著性材料中可根據所望而含有光聚合啓發劑。該光聚合啓發劑係舉例如苯偶因、苯偶因甲基醚、苯偶因乙基醚、苯偶因異丙基醚、苯偶因正丁基醚、苯偶因異丁基醚、乙醯苯、二甲基胺乙醯苯、2,2-二甲氧基-2-苯基乙醯苯、2,2-二乙氧基-2-苯基乙醯苯、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-啉代-丙-1-酮、4-(2-羥基乙氧基)苯基-2(羥基-2-丙基)酮、二苯甲酮、p-苯基二苯甲酮、4,4’-二乙基胺二苯甲酮、二氯二苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-第三丁基蒽醌、2-胺蒽醌、2-甲基噻噸酮、2-乙基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、苄基二甲基縮酮、乙醯苯二甲基縮酮、p-二甲基胺安息香酸酯、寡[2-羥基-2-甲基-1[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙酮]、2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦等。此等係可單獨1種使用、亦可組合2種以上使用,又,其摻混量係相對於上述(B)成分100質量份,一般係選擇0.2~20質量份的範圍。
又,本發明的黏著性材料中係可根據所望而含有作為(C)成分之交聯劑。該交聯劑係沒有特別地限制,可從在以往丙烯酸系黏著劑中作為交聯劑所慣用者之中,做適當選擇任意者而使用。此等之交聯劑係舉例如聚異氰酸酯化合物、環氧樹脂、三聚氰胺樹脂、尿素樹脂、二醛類、羥甲基聚合物、氧雜環丙烷系化合物、金屬螯合劑化合物、金屬醇鹽、金屬鹽等,以使用聚異氰酸酯化合物為佳。
此處,聚異氰酸酯化合物係可舉例如甲苯異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯等的芳香族聚異氰酸酯,六亞甲基二異氰酸酯等的脂肪族聚異氰酸酯,異佛酮二異氰酸酯、加氫二苯基甲烷二異氰酸酯等的脂環族聚異氰酸酯等,及彼等的縮二脲體、三聚異氰酸酯體,以及與含有乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、篦麻油等的低分子活性氫之化合物之反應物加成物等。
在本發明,該交聯劑係可單獨1種使用、亦可組合2種以上使用。又,其使用量亦根據交聯劑的種類而定,惟相對於上述(A)成分之100質量份丙烯酸系共聚物,一般為0.01~20質量份、較佳為0.1~10質量份。
此外,本發明的黏著性材料可根據所望而含有作為(D)成分之矽烷偶合劑。藉由含有該矽烷偶合劑,在將偏光板等的光學機能性薄膜貼合於例如液晶玻璃胞等時,黏著劑與玻璃胞之間的附著性係變得更為良好。該矽烷偶合劑係在分子內具有至少1個烷氧基矽烷基之有機矽化合物,亦與黏著劑成分的相溶性為佳,且具有光穿透性者、例如實質上透明者為理想。此等之矽烷偶合劑的添加量係相對於上述(A)成分的100質量份丙烯酸系共聚物,以0.001~10質量份的範圍為佳、特別是以0.005~5質量份的範圍為佳。
上述矽烷偶合劑的具體例係舉例如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等的含有聚合性不飽和基之矽化合物,3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等的具有環氧構造之矽化合物,3-胺丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺乙基)-3-胺丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺乙基)-3-胺丙基甲基二甲氧基矽烷等的含胺基矽化合物、3-氯丙基三甲氧基矽烷等。此等係可單獨使用1種、亦可組合2種以上使用。
本發明的黏著性材料中係在不損及本發明目的之範圍內,可根據所望於丙烯酸系黏著劑中添加一般使用的各種添加劑、例如黏著賦予劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、光安定劑、軟化劑等。
本發明的光學機能性薄膜貼合用黏著劑係對於如此所得之上述黏著性材料照射活性能量線而成者。
活性能量線係舉例如紫外線、電子線等。上述紫外線係利用高壓水銀燈、無電極燈、氙氣燈等而得到,另一方面,電子線係藉由電子線加速器等而得到。該活性能量線之中係特別以紫外線為理想。此外,使用電子線之情形可不添加光聚合啓發劑而形成黏著劑。
對於該黏著性材料之活性能量線的照射量,係以得到如後詳述之儲存彈性模數、對於無鹼玻璃具有黏著力之黏著劑而適當選擇,紫外線的情形係以照度50~1000mW/cm2
、光量50~1000mJ/cm2
為佳,電子線的情形係以10~1000krad的範圍為佳。
本發明的黏著劑在23℃的儲存彈性模數(G’)係需要在0.3~15MPa。該儲存彈性模數(G’)低於0.3MPa時,在黏著劑層中產生發泡、產生亮度斑,且偏光板或相位差板等的光學機能性薄膜會因經過長時間而發生漆膜脫皮或剝落之情形。另一方面,儲存彈性模數(G’)超過15MPa時,得不到充分的接合耐久性。從以上的觀點,特佳係在23℃的儲存彈性模數(G’)為0.35~12MPa,最佳為0.5~5MPa。
又,從耐久性之點而言,在80℃的儲存彈性模數(G’)係一般為0.3MPa以上為佳、再者為0.3~10MPa、特別以0.4~3MPa為佳。
此外,上述儲存彈性模數(G’)為利用下述的方法所測定之值。
儲存彈性模數(G’)係積層厚度30 μm的黏著劑,以製造8mm ψ×3mm厚的圓柱狀試驗片,並根據扭轉剪斷法以下述的條件加以測定。
測定裝置:Rheometric公司製造動態黏彈性測定裝置「DYNAMIC ANALYZER RDAII」頻率:1Hz溫度:23℃、80℃
接著,本發明的黏著劑係霧度值為5%以上。霧度值為5%以上時影像對比及視認性係為良好。關於霧度值的上限,只要在能表現出本發明效果之範圍,並沒有特別地限制,惟從耐久性及黏著物性之點以90%以下為佳。根據以上觀點,霧度值為20~90%的範圍為佳、再者以30~75%的範圍為佳。此外,此處的霧度值係按照JIS K7105所測定之濁度,利用積分球式光線穿透率測定裝置測定擴散穿透率(Hd%)與全光線穿透率(Ht%),以下述式來算出。
霧度值=Hd/HtX100
又,本發明的黏著劑係凝膠分率為60%以上為佳。亦即,在有機溶媒被抽出程度之低分子量成分少的情形,於加熱下或溫熱下的環境會漆膜脫皮或剝落、對被黏物的污染少、且凝膠分率為60%以上之黏著性材料係耐久性或安定性高。凝膠分率係進一步為85%以上為佳、特別是以90~99.9%為佳。
使用本發明的光學機能性薄膜用黏著劑、例如藉由使偏光板接著於液晶玻璃胞或相位差板而製作的液晶顯示裝置,在即使於高溫高濕環境下亦難以產生光漏方面,偏光板與液晶玻璃胞的接合耐久性係為優異。
又,本發明的光學機能性薄膜用黏著劑係對於無鹼玻璃之黏著力為0.2N/25mm以上為佳。此黏著力若為0.2N/25mm以上,則偏光板等的光學機能性薄膜能以充分的黏著力貼合於例如液晶玻璃胞。更佳的黏著力係1.0~50N/25mm。
又,對於聚碳酸酯的黏著力係以5N/25mm以上為佳。此黏著力若為5N/25mm以上,則例如偏光板能以充分的黏著力貼合於相位差板。
此外,關於上述黏著力的測定方法係如後所詳述。
本發明的光學機能性薄膜貼合用黏著劑在80℃的保持力係以70000秒後的變形量為200 μm以下為佳。此變形量若為200 μm以下,則偏光板等的光學機能性薄膜係在貼合於係如液晶玻璃胞之情形能經歷長時期而仍保持良好的貼合狀態。該變形量係更佳為100 μm以下。此外,關於上述變形量的測定(保持力的測定)方法係如後所詳述。
本發明的黏著劑係適合使用於光學機能性薄膜的貼合用,特別是使合使用於偏光板與液晶玻璃的晶胞、偏光板與相位差板、相位差板與相位差板或相位差板與液晶玻璃的晶胞等的貼合。
更具體而言,適用於由偏光薄膜單獨所構成之偏光板,該偏光板係由於可使用於例如接著液晶玻璃胞,所以特別適用於將偏光薄膜與視角擴大薄膜予以一體化所構成之偏光板,該偏光板係可用於接著例如液晶玻璃胞而較佳使用。
上述將偏光薄膜與視角擴大薄膜予以一體化所構成之偏光板係舉例如:在聚乙烯醇系偏光子的兩面上、分別貼合三乙醯纖維素(TAC)薄膜所構成之偏光薄膜的單面上,藉由塗布例如由碟型液晶所成之視角擴大機能層而設置者,或是用黏著劑貼合視角擴大薄膜者等。該情形下,黏著劑係設置於上述視角擴大機能層或視角擴大薄膜側。
又,即使如第2圖所示在偏光板與液晶玻璃胞之間有相位差板之情形,本發明的光學機能性薄膜用黏著劑亦能適當使用。亦即,利用本發明黏著劑貼合由偏光薄膜單獨所構成之偏光板與相位差板以製造光學薄膜,該光學薄膜的相位差板與液晶玻璃胞係利用黏著劑而貼合者。
此處,以本發明的黏著劑貼合偏光板與相位差板之情形中,貼合相位差板與液晶玻璃胞之黏著劑係亦可使用本發明黏著劑以外者,沒有特別地限制,惟以使用本發明的黏著劑為較佳。此外,本發明黏著劑以外的黏著劑係舉例如特開平11-131033中所揭示的由丙烯酸系共聚物、交聯劑及矽烷化合物所構成之黏著劑組成物等。
本發明係又提供一種在偏光板等的光學機能性薄膜上,具有上述由本發明黏著劑所構成之層的附有黏著劑之光學機能性薄膜。更具體而言,可舉例附有黏著劑之偏光板,該偏光板係如前所述,亦可由偏光薄膜單獨所構成者,惟在如第1圖所示般構成的情形中,以將偏光薄膜與視角擴大薄膜予以一體化所構成者為佳。
此外,由該黏著劑所構成之層的厚度係通常為5~100 μm左右、較佳為10~50 μm、更較佳為10~30 μm。
關於該附有黏著劑之光學機能性薄膜之製法,只要是能在偏光板等的光學機能性薄膜上設置由本發明黏著劑所構成之層者的方法,則沒有特別地限制,根據以下所示之本發明的方法,可更有效率地製造所期望的附有黏著劑之光學機能性薄膜。
在本發明的方法中,將偏光板等的光學機能性薄膜貼合至設置於剝離薄片之剝離層上的黏著性材料層後,藉由從該剝離薄片側照射活性能量線,以使得上述黏著性材料層形成由具有如前述既定特性之本發明黏著劑所構成之層,而得到本發明的附有黏著劑之光學機能性薄膜。
上述剝離薄片係可舉例如在聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚葉二甲酸乙二酯等的聚酯薄膜、聚丙烯或聚乙烯等的聚烯烴薄膜等的塑料薄膜上,塗布聚矽氧樹脂等的剝離劑而設有剝離層者等。該剝離薄片的厚度係沒有特別地限制,一般為20~150 μm左右。
又,關於黏著性材料及活性能量線的照射條件,係如前述本發明的光學機能性薄膜貼合用黏著劑中所説明的。
在剝離薄片上設置黏著性材料層之方法係可使用例如:在黏著性材料加入溶劑,使用棒材塗布法、刮刀塗布法、輥塗法、刮塗法、口模式塗布法、凹槽輥塗布法等,塗布黏著性材料以使得塗膜形成、乾燥之方法。乾燥條件係沒有特別地限制,一般在50~150℃下進行10秒~10分鐘左右。又,溶劑係舉例如甲苯、乙酸乙酯、甲基乙基酮等。
又,如第2圖所示構成的情形中,偏光板係大多為由偏光薄膜單獨所構成者,由偏光板用黏著劑所構成之層的厚度係與上述相同。關於如第2圖所示之構成中附有黏著劑之偏光板的製法,只要是能與上述同様地在偏光板上設有由本發明黏著劑所構成之層者而得之方法,沒有特別地限制。藉由上述本發明之製法可有效率的製造。
此外,如第2圖所示構成的情形中,以相接於2片剝離薄片之剝離層側的方式,製造夾持上述偏光板用黏著劑(光學機能性薄膜貼合用黏著劑)所成之黏著薄片,且使用該黏著薄片可貼合偏光板與相位差板。此處,使用作為黏著劑之上述(B)成分的情形中,活性能量線係可在2片剝離薄片夾持黏著性材料後予以照射,亦可在一方的剝離薄片設置黏著性材料層並照射活性能量線之後,以其他剝離薄片來夾持。此外,活性能量線的照射條件係以形成由前述具有既定特性之本發明黏著劑所構成之層的方式來加以選擇。
使用夾持2片剝離薄片之黏著劑以製作本發明光學薄膜之情形中,一方的剝離薄片係為剝落,可藉由通常的方法來貼合偏光板或是相位差板。
接著,根據實施例進一步詳細說明本發明,惟本發明係不因此等之例而有所限制。
此外,實施例1~8及比較例1~3所得之黏著劑的性能、附有黏著劑之偏光板的性能及黏著薄片的性能,可藉由以下所示之要領予以求得。
(1)黏著劑的儲存彈性模數根據說明書本文記載之方法,測定在23℃及80℃的儲存彈性模數。
(2)黏著力(對於無鹼玻璃之黏著力)從附有黏著劑之偏光板切出2個25mm寬、100mm長的試料,將剝離薄片剝離下來(黏著劑層的厚度25 μm),貼附至無鹼玻璃[Corning公司製造「1737」]之後,在栗原製作所製高壓釜以0.5MPa、50℃、20分鐘的條件進行加壓。之後,在23℃、相對濕度50%的環境下放置24小時後,於相同環境下利用拉伸試驗機(Orientech公司製電子拉力試驗機(Tensilon)),以剝離速度300mm/min、剝離角度180°的條件來測定黏著力。
(3)霧度值將附有黏著劑薄膜的剝離薄片剝離去除,按照JIS K7105並利用積分球式光線穿透率測定裝置(日本電色工業製「NDH-2000」),測定擴散穿透率(Hd%)與全光線穿透率(Ht%),以下述式來算出。
霧度值=Hd/HtX100
(4)凝膠分率取樣厚度25 μm的黏著劑為80mmX80mm的尺寸,以精密天平秤量僅包括聚酯製網目(網目尺寸200)在內的黏著劑重量。將此時的重量設為M1。使用索克斯果特回流提取器(Soxhlet’s extractor,抽出器)以使得黏著劑浸漬於乙酸乙酯溶劑內,進行回流並處理16小時。之後取出黏著劑,在溫度23℃、相對濕度50%的環境下,風乾24小時,然後使其在80℃的烘箱中乾燥12小時。乾燥後以精密天平秤量僅含黏著劑的重量。將此時的重量設為M2。將(M2/M1)×100(%)所表示之值設為凝膠分率。
(5)附有黏著劑之偏光板的耐久性將附有黏著劑之偏光板藉由裁斷裝置(荻野精機製作所公司製造超級切割機「PN1-600」)調整成233mmX309mm尺寸之後,貼合至無鹼玻璃[Corning公司製造「1737」]後,於栗原製作所公司製高壓釜中,在0.5MPa、50℃、20分鐘的條件下予以加壓。之後,投入至下述各項耐久條件之環境下中,於200小時後使用10倍率放大鏡進行觀察,並用以下的判定基準評價耐久性。
○:4邊中,在從外周端部至0.6mm以上的領域中沒有缺點者。
×:於4邊中任何1邊,在從外周端部至0.6mm以上的領域中,有漆膜脫皮、剝落、發泡、變形等的0.1mm以上之黏著劑的外觀異常缺點者。
<耐久條件>80℃、90℃、60℃.相對濕度90%環境,-30℃70℃各30分鐘的熱震盪試驗、200個週期
(6)保持力從附有黏著劑之薄膜切出25mm寬、150mm長的試料,將剝離薄片剝離下來(黏著劑層的厚度25 μm),使25mmX25mm(面積)與試驗板相接的方式予以貼付後,從試料上方使2kg的輥以300mm/min的速度往返一次,使黏著劑層壓延至試驗板上。之後,在23℃、相對濕度50%的環境下放置2小時,利用特開平11-23449號公報中記載之保持力測定裝置,荷重設為1000g,測定在80℃的環境下、70000秒後的變形量。試驗板係使用將JIS-G-4305中規定之厚度1.5~2.0mm的SUS-304鋼板,以JIS-R-6253中規定之360號的耐水性研磨紙,於長度方向使其均勻地研磨者。又,保持力測定裝置的測定感應器係使用數位式指示器(Mitsutoyo股份有限公司製「DEGIMATIC INDICATOR 」)。
(7)脫層的評價從長條狀的黏著薄片製作20條的300mm寬、200m長的輥狀試料,求得在以剝離速度10m/min或30m/min從黏著劑層剝離第2剝離薄片時的第1剝離薄片、與黏著劑層之間產生部分剝離現象(所謂的脫層)之輥數(X),脫層發生率(%)係以下述式加以算出。
脫層發生率=X/20×100
調製表1所示組成(固體成分)的黏著性材料(a)之乙酸乙酯溶液(固體成分14質量%),在作為剝離薄片的厚度38 μm之聚對苯二甲酸乙二酯製剝離薄膜[琳得科公司製造「SP-PET3811」]的剝離層上,以乾燥後的厚度為25 μm的方式,利用刮刀式塗敷機予以塗布之後,在90℃乾燥處理1分鐘,以形成黏著性材料層。
接著,使一體化偏光薄膜與視角擴大薄膜的偏光板之附有碟型液晶層的偏光薄膜之碟型液晶層、與黏著性材料層為相接的方式予以貼合。在自貼合30分鐘後,以下述的條件從剝離薄膜側照射紫外線(UV),以製作附有黏著劑之偏光板。此外,在表1聚矽氧珠粒之欄的()內數值係在黏著劑中聚矽氧珠粒的含量(質量%)。
.使用Fusion公司製造無電極燈H燈泡.照度600mW/cm2
、光量150mJ/cm2
UV照度.光量計係使用Eyegraphics公司製「UVPF-36」。
又,如以下所述來製作在霧度值與保持力的測定中所使用的附有黏著劑之薄膜。以使乾燥後的厚度為25 μm的方式,利用刮刀式塗敷機將上述的乙酸乙酯溶液塗布至厚度100 μm的聚對苯二甲酸乙二酯薄膜[東洋紡績公司製造「Cosmoshine A4100」]上之後,在90℃乾燥處理1分鐘,以形成黏著性材料層。其次,將作為剝離薄片之厚度38 μm的聚對苯二甲酸乙二酯製剝離薄膜[琳得科公司製造「SP-PET3811」]之剝離層與上述黏著性材料層進行貼合,在自貼合30分鐘後,從剝離薄膜側以與上述同樣的條件照射紫外線,以製作附有黏著劑之薄膜。
此外,如下述般製作黏著薄片。以使乾燥後的厚度為25 μm的方式,利用刮刀式塗敷機將上述的乙酸乙酯溶液塗布至作為第1剝離薄片之厚度38 μm的聚對苯二甲酸乙二酯製剝離薄膜[琳得科公司製造「SP-PET3811」]之剝離層上後,在90℃乾燥處理1分鐘,以形成黏著性材料層。
接著,使用作為第2剝離薄片之厚度38 μm的聚對苯二甲酸乙二酯製剝離薄膜[琳得科公司製造「SP-PET3801」],使第2剝離薄片的剝離層與上述黏著材料層成相接般予以貼合。在自貼合30分鐘後,從第1剝離薄片側以與上述同樣的條件照射紫外線,製作2片剝離薄片的剝離層側成相接的方式來夾持黏著劑而構成之長條狀黏著薄片。
黏著劑的性能、附有黏著劑之偏光板的性能及黏著薄片的性能之評價結果係如表2所示。
根據本發明的光學機能性薄膜貼合用黏著劑,在進行光學機能性薄膜的接合,更具體而言,使偏光板、特別是視角擴大薄膜等經一體化所構成之偏光板與液晶胞的接合、偏光板與相位差板的接合、相位差板與相位差板的接合及相位差板與液晶胞的接合之際,能耐久性更良好的接合,同時在液晶顯示裝置能得到沒有亮度斑,且均勻的亮度。又,即使經過時間在黏著層中沒有發泡產生,也不會產生亮度斑。因此,藉由使用本發明的黏著劑,在經過長期間後,液晶顯示裝置係沒有亮度斑且可保持均勻的亮度。又,以2片的剝離薄片夾持本發明黏著劑之黏著薄片係不會發生所謂的脫層,且光學機能性薄膜的貼合作業性優異。
1、2...液晶顯示裝置
11、21...偏光板
12、22、25...黏著劑
13、23...玻璃(液晶胞)
24...相位差板
第1圖係顯示LCD構成之概略圖。
第2圖係顯示LCD構成之概略圖。
Claims (16)
- 一種光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其係含有由(A)重量平均分子量為50萬以上的丙烯酸系共聚物及(B)分子量未滿1000之多官能(甲基)丙烯酸酯系單體構成之黏著性樹脂與平均粒徑0.1~20μm之微粒子的黏著劑,該黏著劑中該微粒子之含量為1~40質量%,(A)成分與(B)成分之含有比例,係質量比100:5~100:50,對於該黏著劑中分散有該微粒子之黏著性材料照射活性能量,其在23℃的儲存彈性模數(G’)為0.3~15MPa,且霧度值為5%以上。
- 如申請專利範圍第1項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中在80℃的儲存彈性模數(G’)為0.3MPa以上。
- 如申請專利範圍第2項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中在80℃的儲存彈性模數(G’)為0.3~10MPa。
- 如申請專利範圍第1項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中凝膠分率為60%以上。
- 如申請專利範圍第1項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中上述光學機能性薄膜為偏光板及/或相位差板,該貼合用黏著劑係用於偏光板與液晶玻璃胞的貼合、偏光板與相位差板的貼合、相位差板與相位差板的貼合、或相位差板與液晶玻璃胞的貼合。
- 如申請專利範圍第5項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中偏光板係將偏光薄膜與視角擴大薄膜進行一體化所構成者。
- 如申請專利範圍第1項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中多官能(甲基)丙烯酸酯系單體係具有環狀構造。
- 如申請專利範圍第7項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中多官能(甲基)丙烯酸酯系單體係具有三聚異氰酸酯構造。
- 如申請專利範圍第1項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中黏著性材料係更含有作為(C)成分之交聯劑。
- 如申請專利範圍第1項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中黏著性材料係更含有作為(D)成分之矽烷偶合劑。
- 如申請專利範圍第1項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中對於無鹼玻璃之黏著力為0.2N/25mm以上。
- 如申請專利範圍第1項之光學機能性薄膜貼合用黏著劑,其中於80℃的保持力在70000秒後的變形量為200μm以下。
- 一種附有黏著劑之光學機能性薄膜,其特徵係在光學機能性薄膜上具有由如申請專利範圍第1至12項中任一項之黏著劑所構成之層。
- 一種如申請專利範圍第13項之附有黏著劑之光學機能性薄膜之製法,其特徵係使光學機能性薄膜貼合至設置在剝離薄片的剝離層上之黏著性材料層後,從剝離薄片側照射活性能量線。
- 一種黏著薄片,其係以與2片剝離薄片的剝離層側為相連接的方式,夾持如申請專利範圍第1至12項中任一項之黏著劑而構成。
- 一種光學機能性薄膜之製法,其係使用如申請專利範圍第15項之黏著薄片以貼合偏光板與相位差板。
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